JP2008003391A - 内視鏡用照明光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】配光ムラを抑制し、外径寸法の拡大を防止しつつ、観察範囲に対し十分な光量で照明する。
【解決手段】光源からの光を物体側へ導くライトガイド２と、該ライトガイド２の出射端２ａ側に配置される１枚以上の正のパワーを有する照明レンズ３とを備え、該照明レンズ３が複屈折性を有する結晶材料により構成されている内視鏡用照明光学系１を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内視鏡用照明光学系に関するものである。

従来、内視鏡用照明光学系として、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されているものがある。
特許文献１の内視鏡用照明光学系は、ライトガイドファイバの出射端側に配置する正のパワーのレンズの少なくとも１面以上を光拡散面としたものである。これにより、光拡散面を通過させることで光を拡散させて、ライトガイドファイバの出射端面の像が物体面に投影されることによる配光ムラの発生を防止することができる。

また、特許文献２の内視鏡用照明光学系は、ライトガイドファイバの出射端側に凹レンズを配置することにより、通過する光を拡散させてライトガイドファイバの出射端面の像が物体面に投影されることによる配光ムラの発生を防止するようにしている。
特開２０００−１９３８９４号公報 特開平６−２７３６７８号公報

しかしながら、特許文献１の内視鏡用照明光学系は、レンズの少なくとも１面以上に光拡散処理を施す必要があるが、光拡散処理は加工が困難で、コストが高くつくという問題がある。また光拡散面を通過する光が散乱することにより、光量ロスが発生するという不都合もある。

また、特許文献２の内視鏡用照明光学系においては、ライトガイドファイバにより伝播された光を漏れなく物体面の照明に使用して光量不足を低減するために、凹レンズの外径寸法をライトガイドファイバの外径寸法より大きくする必要がある。その結果、細径化が望まれる内視鏡用照明光学系としては不適切である。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、配光ムラを抑制し、外径寸法の拡大を防止しつつ、観察範囲に対し十分な光量で照明できる低コストな内視鏡用照明光学系を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、光源からの光を物体側へ導くライトガイドと、該ライトガイドの出射端側に配置される１枚以上の正のパワーを有する照明レンズとを備え、該照明レンズが複屈折性を有する結晶材料により構成されている内視鏡用照明光学系を提供する。
本発明によれば、ライトガイドを伝播してきた光が照明レンズに入射されると、入射した光が、照明レンズの複屈折性により常光線と異常光線とに分離され、それぞれ異なる出射角度で照明レンズから出射され観察対象に照射される。これにより、デフォーカスが発生し、常光線と異常光線の作る像が重なり合ってライトガイドの出射端面のボケた像が観察対象に照射されることになり、配光ムラの発生を軽減することができる。

上記発明においては、前記照明レンズが、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０＜｜δ｜／ｆ＜０．８
ここで、δは、０°より大きい角度で照明レンズに入射した光の常光線の結像位置と異常光線の結像位置とのズレ量であるデフォーカス量であり、ｆは照明レンズの焦点距離である。

また、上記発明においては、前記常光線の光学的伝達関数の位相と、前記異常光線の光学的伝達関数の位相とがほぼ反転するようにデフォーカス量が設定されていることが好ましい。
このようにすることで、重なり合った常光線と異常光線とが、各々の配光ムラを打ち消し合って、より効果的に配光ムラの少ない照明を達成することができる。

また、上記発明においては、前記ライトガイドの開口数で前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する最大角度が７５°以上、かつ、前記ライトガイドから光軸に平行な方向に沿って前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する角度が４５°以上となることとしてもよい。

本発明によれば、配光ムラを抑制し、外径寸法の拡大を防止しつつ、観察範囲に対し十分な光量で照明可能な内視鏡用照明光学系を低コストに構成できるという効果を奏する。

以下、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡用照明光学系１について、図１〜図１３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１は、図１に示されるように、内視鏡の挿入部（図示略）に沿って配置されたライトガイド２と、該ライトガイド２の出射端２ａ側に近接して配置される照明レンズ３とを備えている。

照明レンズ３は、正のパワーを有する平凸レンズであり、複屈折性を有する結晶材料により構成されている。結晶材料の光学軸は、図中に矢印Ａで示されるように、光軸に平行な方向に設定されている。これにより、光軸に対して０°より大きい角度で照明レンズ３に入射した光Ｌは、結晶材料の複屈折性により、常光線Ｌ_ｏと異常光線Ｌ_ｅとに分離されるようになっている。

また、本実施形態において、照明レンズ３は以下の条件式（１）を満足している。
０＜｜δ｜／ｆ＜０．８ （１）
ここで、δは、０°より大きい角度で照明レンズ３に入射した光Ｌの常光線Ｌ_ｏの結像位置と異常光線Ｌ_ｅの結像位置とのズレ量であるデフォーカス量であり、ｆは照明レンズ３の焦点距離である。

ここで、上記条件式（１）について説明する。
デフォーカス量δは照明レンズ３に入射する光Ｌの開口数ＮＡと、照明レンズ３の肉厚ｄと、常光屈折率ｎ_ｏおよび異常光屈折率ｎ_ｅとによって決定される。照明レンズ３に入射させる光Ｌを出射するライトガイド２からの光Ｌの開口数ＮＡは通常０．７未満であり、照明レンズ３の肉厚ｄは３ｍｍ未満である。また、常光屈折率ｎ_ｏと異常光屈折率ｎ_ｅとの屈折率差Δｎは以下の条件式（２）を満足する必要がある。この条件式（２）を満たさない場合には、屈折率の大きい方の光線が全反射を起こして効率よく照明することができない。
Δｎ＝｜ｎ_ｏ−ｎ_ｅ｜＜０．５ （２）

図１に示されるように、ライトガイド２の出射端２ａから出射され、照明レンズ３の中心点Ｏに入射した開口数ＮＡ＝ｓｉｎθの光線Ｌは常光線Ｌ_ｏおよび異常光線Ｌ_ｅに分離する。このとき、結晶の光学軸Ａは光軸と平行であるので、それぞれの光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅに対して以下のスネルの法則が成り立つ。
ｓｉｎθ＝ｎ_ｏｓｉｎφ_ｏ
ｓｉｎθ＝ｎ_ｅｓｉｎφ_ｅ
ここで、記号φ_ｏおよびφ_ｅは、それぞれ常光線Ｌ_ｏおよび異常光線Ｌ_ｅの点Ｏでの屈折角である。

また、常光線Ｌ_ｏおよび異常光線Ｌ_ｅがそれぞれ照明レンズ３の最終面３ａと交差する点Ｒ_ｏ，Ｒ_ｅと照明レンズ３と光軸とが交差する点Ｑとの間の距離をそれぞれｈ_ｏ，ｈ_ｅとすると、
ｈ_ｏ＝ｄｓｉｎφ_ｏ
ｈ_ｅ＝ｄｓｉｎφ_ｅ
となる。

点Ｑから常光線Ｌ_ｏの結像点Ｐ_ｏまでの距離ｘ_ｏ、異常光線Ｌ_ｅの結像点Ｐ_ｅまでの距離ｘ_ｅとすると、
ｘ_ｏ＝ｈ_ｏ／ｔａｎθ
ｘ_ｅ＝ｈ_ｅ／ｔａｎα
となる。ここで、αは異常光線Ｌ_ｅの照明レンズ３の最終面３ａでの屈折角である。屈折角αは異常光線Ｌ_ｅの関係式で定まるが、ここでは簡単のために、α＝θと近似して考える。

デフォーカス量δは、下式（３）で表される。

照明レンズ３の曲率半径としては、入射する平行光Ｌが全反射を起こさない限界とし、ｄ＝３、ｓｉｎθ＝０．７、Δｎ＝０．５として、以下の上限が求められる。
｜δ｜／ｆ＜０．８
また、常光線Ｌ_ｏと異常光線Ｌ_ｅとがデフォーカスされることを条件として、下限は、
０＜｜δ｜／ｆ
となる。
したがって、これらから関係式（１）が導かれる。

このように本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１によれば、ライトガイド２を介して伝播されてきた光Ｌを照明レンズ３に入射させ、照明レンズ３を構成している複屈折性を有する結晶材料の作用により、入射された光Ｌを常光線Ｌ_ｏと異常光線Ｌ_ｅとに分離させて最終面３ａから出射させ観察対象に照射するので、ライトガイド２の出射端２ａの像（図２（ａ））をデフォーカスした状態（図２（ｂ），（ｃ））で観察対象に照射することができ、配光ムラを抑制することができる。

この場合において、従来のように照明光を光拡散面において拡散させる場合と異なり、散乱による光量ロスの発生を防止することができる。また、加工の困難な光拡散処理をしなくて済むので照明レンズ３のコストの低減を図ることができる。また、照明レンズ３として凹レンズを用いる場合と比較すると、照明レンズ３の外径寸法をライトガイド２と同等にして、内視鏡の挿入部の細径化を図ることができるという利点がある。

さらに、本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１においては、常光線Ｌ_ｏの光学的伝達関数（ＯＴＦ_Ｏ）の位相が、異常光線Ｌ_ｅの光学的伝達関数（ＯＴＦ_ｅ）の位相とほぼ反転するようにデフォーカス量δが設定されていることが好ましい。
すなわち、光学的伝達関数ＯＴＦ_Ｏ，ＯＴＦ_ｅの位相が反転する光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅどうしを重ね合わせることにより、それぞれの配光ムラを打ち消し合って、配光ムラを効果的に抑制することができる。

例えば、図３に示されるように、ライトガイド２から照明レンズ３の中心点Ｏに入射される光線Ｌが、光軸に対してほぼ０°〜４５°の範囲であると仮定する。そして、中心点Ｏに４５°の角度で入射した光Ｌの内、常光線Ｌ_ｏの結像点をＰ_ｏとする。また、中心点Ｏに５°の角度で入射した光の内の常光線Ｌ_ｏの点Ｐ_ｏの位置近傍における像高をｈ／２とすると、点Ｐ_ｏ近傍における常光線Ｌ_ｏの点像分布を、一様なシリンダ関数として、次式（４）のように定義することができる。

ここで、ｈは照明レンズ３表面での反射の法則と簡単な幾何計算とにより次式（５）により表される。

上記シリンダ関数をフーリエ変換することにより、次式（６）のソンブレロ関数を求めることができる。ソンブレロ関数は、図４に示されるようになり、これが、常光線Ｌ_ｏの光学的伝達関数ＯＴＦ_Ｏになる。

したがって、この常光線Ｌ_ｏの光学的伝達関数ＯＴＦ_Ｏに対し、異常光線Ｌ_ｅの光伝達関数ＯＴＦ_ｅが、図４に破線で示されるように、その位相が反転するようにデフォーカス量δを決定することができれば、各光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの配光ムラを打ち消し合って、配光ムラが効果的に軽減された照明を得ることができる。

所定の照明レンズ３の肉厚ｄにおける常光屈折率ｎ_ｏに対して最適なデフォーカス量δは、式（５）、（６）を用いて求めることができる。このような配光ムラの軽減に適したデフォーカス量δを持たせるために、常光屈折率ｎ_ｏと異常光屈折率ｎ_ｅとの間には、一定の関係が成り立つ。所定の照明レンズ３の肉厚ｄおよび常光屈折率ｎ_ｏを式（５）に代入するとｈが求まる。このｈを式（６）に代入すると、図４のような常光線の光学的伝達関数が得られる。このソンブレロ関数が最小値となるときのｚが最適なデフォーカス量δに相当する。ここで得られたデフォーカス量δと、先の照明レンズ３の常光屈折率ｎ_ｏと、肉厚ｄとを式（３）に代入することにより、異常光屈折率ｎ_ｅを求めることができる。

このようにして求められた、常光屈折率ｎ_ｏと異常光屈折率ｎ_ｅとの関係は次式（７）の通りである。
ｎ_ｅ＝１．１７ｎ_ｏ−０．１６ （７）
この式（７）の関係は、照明レンズ３の肉厚ｄに依存せず、一定である。

さらに、本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１においては、ライトガイド２の開口数ＮＡで照明レンズ３に入射して該照明レンズ３の最終面３ａから出射する光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの光軸に対する最大角度が７５°以上、かつ、ライトガイド２から光軸に平行な方向に沿って照明レンズ３に入射して該照明レンズ３の最終面３ａから出射する光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの光軸に対する角度が４５°以上となるように設定されていることが好ましい。
このようにすることで、図５に示されるように、照明光の半値幅を８０°以上に設定することができ、観察視野に対して十分な配光を与えることができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、照明レンズ３として、１枚の照明レンズ３を有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１枚以上の任意の枚数の照明レンズ３を有することとしてもよい。
また、結晶材料としては、複屈折性を有する任意の結晶材料を使用することができ、例えば、表１に示される材料を選択して使用することができる。

特に、照明レンズ３を１枚で構成する場合に、広角の観察範囲に対し十分な配光を与えるためには、高屈折率の結晶材料を用いることが好ましく、その場合には、照明レンズ３の曲率半径を大きくすることができ、加工を容易にすることができるという利点がある。

次に、本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１の実施例について、図面を参照して説明する。
（第１実施例）
第１実施例に係る内視鏡用照明光学系１は、図６に示されるように、ルチル単結晶からなる照明レンズ３を備えている。ルチル単結晶とは、正方晶系ルチル構造の二酸化チタン（ＴｉＯ_２）結晶をいい、常光屈折率ｎ_ｏ＝２．６１６、異常光屈折率ｎ_ｅ＝２．９１３の複屈折性を有している。結晶の光学軸は光軸と平行である。また、ライトガイド２のコア径は２７μｍ、クラッド径は３０μｍである。

本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１の数値データは以下の通りである。
Ｒ_１＝∞、ｄ_１＝０、Ｄ_１＝１．３４（ライトガイド端面）
Ｒ_２＝１．５６、ｄ_２＝１．０、ｎ_２＝２．６１６、ν_２＝１０．０７、Ｄ_２＝１．５
Ｒ_３＝∞、Ｄ_３＝１．４
ここで、Ｒはライトガイド２端面２ａまたは照明レンズ３の各面等の曲率半径、ｄはライトガイド２と照明レンズ３との間隔または照明レンズ３の肉厚、ｎは照明レンズ３の屈折率、νは照明レンズ３のアッベ数、Ｄはライトガイド２または照明レンズ３の有効径をそれぞれ示している。

これらの数値データにより、
δ＝０．０３１ｍｍ
ｆ＝０．９４４
となり、
｜δ｜／ｆ＝０．０３３
となって、条件式（１）を満足していることがわかる。

本実施例においては、ライトガイド２の開口数ＮＡで照明レンズ３に入射し、照明レンズ３の最終面３ａから出射されて観察対象に照射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの内、光軸に対して最大となる光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの角度が８９．６１°となる。また、ライトガイド２の端面２ａから出射した光軸と平行な光線Ｌが照明レンズ３に入射し、照明レンズ３の端面３ａから出射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの光軸に対する角度は４７．４５°である。
その結果、図７に示されるように、照明の半値幅は８６°となり、観察に十分な配光を与えることができる。

（第２実施例）
第２実施例に係る内視鏡用照明光学系１は、図８に示されるように、２枚の照明レンズ３Ａ，３Ｂを備えている。照明レンズ３Ａは硝材により構成され、照明レンズ３Ｂは、常光屈折率ｎ_ｏ＝１．６５８３６、異常光屈折率ｎ_ｅ＝１．４８６４１の複屈折性を有する方解石（ＣａＣＯ_３）により構成されている。結晶の光学軸は光軸と平行である。また、ライトガイド２のコア径は２７μｍ、クラッド径は３０μｍである。

本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１の数値データは以下の通りである。
Ｒ_１＝∞、ｄ_１＝０、Ｄ_１＝１．３４（ライトガイド端面）
Ｒ_２＝２．３５、ｄ_２＝０．９、ｎ_２＝１．８３３、ν_２＝４０．７６、Ｄ_２＝１．４
Ｒ_３＝−２．３５、ｄ_３＝０、Ｄ_３＝１．５
Ｒ_４＝１．３、ｄ_４＝０、ｎ_４＝１．６５８、ν_４＝４９．２１、Ｄ_４＝１．５
Ｒ_５＝∞、Ｄ_５＝１．４

これらの数値データにより、
δ＝０．０７０ｍｍ
ｆ＝０．９１０
となり、
｜δ｜／ｆ＝０．０７７
となって、条件式（１）を満足していることがわかる。

本実施例においては、ライトガイド２の開口数ＮＡで照明レンズ３に入射し、照明レンズ３の最終面３ａから出射されて観察対象に照射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの内、光軸に対して最大となる光線の角度Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅが８９．６８°となる。また、ライトガイド２の端面２ａから出射した光軸と平行な光線Ｌが照明レンズ３Ａに入射し、照明レンズ３Ｂの端面３ａから出射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの光軸に対する角度は４８．６°である。
その結果、図９に示されるように、照明の半値幅は８４°となり、観察に十分な配光を与えることができる。

（第３実施例）
第３実施例に係る内視鏡用照明光学系１は、図１０に示されるように、第１実施例と同様に、ルチル単結晶からなる照明レンズ３を備えている。結晶の光学軸は光軸と平行である。また、ライトガイド２のコア径は２７μｍ、クラッド径は３０μｍである。

本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１の数値データは以下の通りである。
Ｒ_１＝∞、ｄ_１＝０、Ｄ_１＝１．３４（ライトガイド端面）
Ｒ_２＝１．２１８、ｄ_２＝１．０、ｎ_２＝２．６１６、ν_２＝１０．０７、Ｄ_２＝１．５
Ｒ_３＝∞、Ｄ_３＝１．４

これらの数値データにより、
δ＝０．０３１ｍｍ
ｆ＝０．７３７
となり、
｜δ｜／ｆ＝０．０４２
となって、条件式（１）を満足していることがわかる。

本実施例においては、ライトガイド２の開口数ＮＡで照明レンズ３に入射し、照明レンズ３の最終面３ａから出射されて観察対象に照射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの内、光軸に対して最大となる光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの角度が８９．８８°となる。また、ライトガイド２の端面２ａから出射した光軸と平行な光線Ｌが照明レンズ３に入射し、照明レンズ３の端面３ａから出射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの光軸に対する角度は７５．５８°である。
その結果、図１１に示されるように、照明の半値幅は１２０°となり、広角の観察範囲に対し、十分な配光を与えることができる。

これにより、広角用内視鏡スコープにおいて観察光学系の軸方向に対する照明光学系１の軸方向の傾斜角度を小さくし、もしくは０°にすることができる。その結果、内視鏡の挿入部の径寸法を細径化することができる。
また、本実施例においては、１枚の照明レンズ３で広角範囲を照明でき、低コストの内視鏡用照明光学系１を提供することができる。

（第４実施例）
第４実施例に係る内視鏡用照明光学系１は、図１２に示されるように、２枚の照明レンズ３Ａ，３Ｂを備えている。第２実施例と同様に、照明レンズ３Ａは硝材により構成され、照明レンズ３Ｂは、常光屈折率ｎ_ｏ＝１．６５８３６、異常光屈折率ｎ_ｅ＝１．４８６４１の複屈折性を有する方解石（ＣａＣＯ_３）により構成されている。結晶の光学軸は光軸と平行である。また、ライトガイド２のコア径は２７μｍ、クラッド径は３０μｍである。

本実施形態に係る内視鏡照明光学系１の数値データは以下の通りである。
Ｒ_１＝∞、ｄ_１＝０、Ｄ_１＝１．３４（ライトガイド端面）
Ｒ_２＝１．７４、ｄ_２＝０．９、ｎ_２＝１．８３３、ν_２＝４０．７６、Ｄ_２＝１．４
Ｒ_３＝−１．７４、ｄ_３＝０、Ｄ_３＝１．５
Ｒ_４＝１．０、ｄ_４＝０、ｎ_４＝１．６５８、ν_４＝４９．２１、Ｄ_４＝１．５
Ｒ_５＝∞、Ｄ_５＝１．４

これらの数値データにより、
δ＝０．０７０ｍｍ
ｆ＝０．７１９
となり、
｜δ｜／ｆ＝０．０９７
となって、条件式（１）を満足していることがわかる。

本実施例においては、ライトガイド２の開口数ＮＡで照明レンズ３Ａに入射し、照明レンズ３Ｂの最終面３ａから出射されて観察対象に照射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの内、光軸に対して最大となる光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの角度が７９．４２°となる。また、ライトガイド２の端面２ａから出射した光軸と平行な光線Ｌが照明レンズ３Ａに入射し、照明レンズ３Ｂの端面３ａから出射される光線Ｌ_ｏ，Ｌ_ｅの光軸に対する角度は８４．６８°である。
その結果、図１３に示されるように、照明の半値幅は１０５°となり、広角の観察範囲に対し、十分な配光を与えることができる。

（第５実施例）
本実施形態に係る内視鏡用照明光学系１は、照明レンズ３の両面にスパッタリングによる反射防止コーティング（図示略）が施されている点を除き、第３実施例と共通している。

垂直入射光のフレネル反射を次式（８）に示す。

式（８）によれば、照明レンズ３に反射防止コーティングが施されていない場合、本実施例の場合には垂直入射光の反射率が１９．９７％となる。そこで、照明レンズ３の両面に反射防止コーティングが必要となる。

照明レンズ３の最終面３ａは挿入部の外側に露出して外気や生体に接触するため、コーティングが剥がれやすいので、スパッタ成膜法を用いたコーティングを行うことが好ましい。
スパッタ成膜法は、真空チャンバ内にプラズマ状態を作り、蒸発した材料をイオン化して照明レンズ３の表面に膜を付着させるもので、膜を形成する粒子の持つエネルギが大きく、照明レンズ３への付着力が強いからである。

（付記）
なお、上記実施形態に係る内視鏡用照明光学系の説明から、以下の構成の発明を導くことができる。
１． 光源からの光を物体側へ導くライトガイドと、該ライトガイドの出射端側に配置される１枚以上の正のパワーを有する照明レンズとを備え、該照明レンズが複屈折性を有する結晶材料により構成されている内視鏡用照明光学系。
２． 前記ライトガイドの開口数で前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する最大角度が７５°以上、かつ、前記ライトガイドから光軸に平行な方向に沿って前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する角度が４５°以上となる付記項１に記載の内視鏡用照明光学系。
３． 前記ライトガイドから光軸に平行な方向に沿って前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する角度が５５°以上となる付記項２に記載の内視鏡用照明光学系。
４． 前記照明レンズの両面にスパッタリングにより成膜された反射防止コーティングが設けられている付記項１に記載の内視鏡用照明光学系。

本発明の一実施形態に係る内視鏡用照明光学系を示す模式図である。 照明レンズを通過した光によるライトガイド端面の像を示す図であり、（ａ）複屈折のない場合の比較例、（ｂ）複屈折のある場合のデフォーカス像、（ｃ）複屈折のある場合の他のデフォーカス像をそれぞれ示している。 図１の内視鏡用照明光学系の光学的伝達関数を説明するための模式図であり、（ａ）照明レンズの全体図、（ｂ）常光線の結像点近傍の拡大図である。 配光ムラを打ち消し合うような常光線と異常光線とのデフォーカス量を有する光学的伝達関数を示すグラフである。 図１の内視鏡用照明光学系による配光角度と照明の相対強度との関係を示すグラフである。 図１の内視鏡照明光学系の第１実施例を示す図である。 図６の内視鏡用照明光学系による配光角度と照明の相対強度との関係を示すグラフである。 図１の内視鏡照明光学系の第２実施例を示す図である。 図８の内視鏡用照明光学系による配光角度と照明の相対強度との関係を示すグラフである。 図１の内視鏡照明光学系の第３実施例を示す図である。 図１０の内視鏡用照明光学系による配光角度と照明の相対強度との関係を示すグラフである。 図１の内視鏡照明光学系の第４実施例を示す図である。 図１２の内視鏡用照明光学系による配光角度と照明の相対強度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 内視鏡用照明光学系
２ ライトガイド
２ａ出射端
３ 照明レンズ
３ａ 最終面
Ｌ_ｏ 常光線
Ｌ_ｅ 異常光線
ＯＴＦ_ｏ，ＯＴＦ_ｅ 光学的伝達関数

Claims (4)

1. 光源からの光を物体側へ導くライトガイドと、
   該ライトガイドの出射端側に配置される１枚以上の正のパワーを有する照明レンズとを備え、
   該照明レンズが複屈折性を有する結晶材料により構成されている内視鏡用照明光学系。
2. 前記照明レンズが、以下の条件式を満たす請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
   ０＜｜δ｜／ｆ＜０．８
   ここで、δは、０°より大きい角度で照明レンズに入射した光の常光線の結像位置と異常光線の結像位置とのズレ量であるデフォーカス量であり、ｆは照明レンズの焦点距離である。
3. 前記常光線の光学的伝達関数の位相と前記異常光線の光学的伝達関数の位相とが、ほぼ反転するようにデフォーカス量が設定されている請求項２に記載の内視鏡用照明光学系。
4. 前記ライトガイドの開口数で前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する最大角度が７５°以上、かつ、前記ライトガイドから光軸に平行な方向に沿って前記照明レンズに入射して該照明レンズの最終面から出射する光線の光軸に対する角度が４５°以上となる請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡用照明光学系。

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