JP2008289863A - Illuminating light irradiation mechanism and endoscope with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、先端部が細長状に形成された鏡筒内部に対物光学系を備えた観察光学装置において観察対象物に照明光を照射するための照明光照射構造及びそれを備えた内視鏡に関するものである。 The present invention relates to an illumination light irradiation structure for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device having an objective optical system inside a lens barrel having an elongated tip, and an endoscope having the illumination light irradiation structure It is about.
従来、医療の分野における患者の体内の治療・診断や、工業の分野における製品に設けられている孔内部の検査等、外部から観察することが難しい部位の観察に内視鏡が用いられている。 Conventionally, endoscopes have been used for observing sites that are difficult to observe from the outside, such as treatment and diagnosis in the body of a patient in the medical field, and inspection of the inside of a hole provided in a product in the industrial field. .
一般に、内視鏡は、細径筒状の先端挿入部の内部に、対物光学系と、リレーレンズ(硬性鏡の場合)やイメージガイドファイバ(軟性鏡の場合)等の像伝送光学系を有している。そして、観察対象からこれらの光学系を経た光を、接眼光学系や撮像光学系を介して観察像として観察するように構成されている。また、ビデオ内視鏡においては、先端に対物光学系とCCD等の撮像素子を内蔵して構成されている。 In general, an endoscope has an objective optical system and an image transmission optical system such as a relay lens (in the case of a rigid mirror) and an image guide fiber (in the case of a flexible mirror) inside a thin cylindrical insertion portion. is doing. And it is comprised so that the light which passed these optical systems from the observation object may be observed as an observation image via an eyepiece optical system or an imaging optical system. In addition, the video endoscope has a built-in objective optical system and an image sensor such as a CCD at the tip.
また、内視鏡においては、対物光学系で観察する観察対象を照明するための照明手段が、対物光学系とは別の光路上に配置されている。
このような内視鏡における照明手段の構成は、例えば、次の特許文献1、2において記載されている。
In the endoscope, illumination means for illuminating an observation object to be observed with the objective optical system is disposed on an optical path different from that of the objective optical system.
The structure of the illumination means in such an endoscope is described in the following
特許文献1に記載の内視鏡における照明手段は、例えば図25に示すように、内視鏡の先端50において、観察系51の周囲又は側方に複数のLED52a,52bを設け、複数のLED52a,52bから観察対象に照明光を照射するように構成されている。
For example, as shown in FIG. 25, the illumination means in the endoscope described in
また、特許文献2に記載の内視鏡における照明手段は、例えば図26に示すように、内視鏡の先端60において、観察系61の周囲にライトガイド62を円環状に設けて構成されている。
Further, as shown in FIG. 26, for example, the illumination means in the endoscope described in
ところで、近年、内視鏡等の細径筒状の先端挿入部を備える光学装置においては、上記特許文献1、2に記載されている内視鏡先端部の径よりもさらに径を極細化することが要求されている。
By the way, in recent years, in an optical apparatus having a thin cylindrical tip insertion portion such as an endoscope, the diameter is made extremely smaller than the diameter of the endoscope tip portion described in
しかし、特許文献1に記載されているような観察系の周囲又は側方に複数のLED等の照明光源を配置する構成では、照明光源の配置スペースが大きくとられてしまい、上述のように内視鏡先端部の径を極細化することができない。
However, in the configuration in which an illumination light source such as a plurality of LEDs is arranged around or on the side of the observation system as described in
また、ライドガイドは複数のファイバで構成されている。しかるに、内視鏡先端部の径を極細化するためには、ライトガイドを構成するファイバの数を減らすことが望まれる。しかし、特許文献2に記載のように観察系の周囲に円環状のライトガイドを設けたのでは、多数のファイバを用いることとなり、半径方向に径が大きくなるので内視鏡先端部の径を極細化することができない。
The ride guide is composed of a plurality of fibers. However, in order to reduce the diameter of the endoscope distal end, it is desired to reduce the number of fibers constituting the light guide. However, if an annular light guide is provided around the observation system as described in
このため、ライトガイドを用いて先端部を細径化した内視鏡を実現するためには、ライトガイドを構成するファイバの数を減らさざるを得ず、その結果、ファイバが細径筒状の先端挿入部内で観察系の側方に偏った配置となりやすい。 For this reason, in order to realize an endoscope in which the distal end portion is reduced in diameter using a light guide, the number of fibers constituting the light guide must be reduced. The arrangement tends to be biased to the side of the observation system in the distal end insertion portion.
しかし、細径筒状の先端挿入部内で照明系が観察系の側方に偏った配置になると、一方向のみが明るく照明されるために観察系でハレーションを生じ易い。
また、観察系も内視鏡の先端挿入部内において偏った配置となることにより、観察像に非対称な歪みが生じ易い。
However, if the illumination system is arranged in the small-diameter cylindrical tip insertion portion so as to be biased to the side of the observation system, halation is likely to occur in the observation system because only one direction is illuminated brightly.
In addition, since the observation system is also biased in the distal end insertion portion of the endoscope, asymmetric distortion tends to occur in the observation image.
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、ハレーションや観察像の非対称な歪みを生じることなく、先端部の径を極細化可能な照明光照射構造及びそれを用いた内視鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an illumination light irradiation structure capable of minimizing the diameter of the tip without causing halation or asymmetric distortion of an observation image, and an endoscope using the same The purpose is to provide a mirror.
上記目的を達成するため、本発明による照明光照射構造は、先端部が細長状に形成された鏡筒内部に対物光学系を備えた観察光学装置において観察対象物に照明光を照射するための照明光照射構造であって、前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置された波長変換素子と、前記波長変換素子で波長変換されるための光を発する光源と、前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記波長変換素子に照射させる照射手段を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an illumination light irradiation structure according to the present invention is for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device having an objective optical system inside a lens barrel having a long and narrow tip. An illumination light irradiation structure, a wavelength conversion element disposed in the vicinity of an entrance pupil position of the objective optical system, a light source that emits light for wavelength conversion by the wavelength conversion element, and light emitted from the light source An irradiating means for irradiating the wavelength conversion element through the objective optical system is provided.
また、本発明による照明光照射構造は、先端部が細長状に形成された鏡筒内部に対物光学系を備えた観察光学装置において観察対象物に照明光を照射するための照明光照射構造であって、前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置された蛍光体と、前記蛍光体を励起するための光を発する光源と、前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記蛍光体に照射させる照射手段を有することを特徴としている。 In addition, the illumination light irradiation structure according to the present invention is an illumination light irradiation structure for irradiating an observation target with illumination light in an observation optical device having an objective optical system inside a lens barrel having an elongated tip. A phosphor disposed in the vicinity of an entrance pupil position of the objective optical system, a light source emitting light for exciting the phosphor, and the phosphor emitted from the light source through the objective optical system It has the irradiation means to irradiate.
また、本発明による照明光照射構造は、先端部が細長状に形成された鏡筒内部に対物光学系を備えた観察光学装置において観察対象物に照明光を照射するための照明光照射構造であって、前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置され、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の蛍光体と、前記蛍光体を励起するための光を発する光源と、前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記蛍光体に照射させる照射手段を有することを特徴としている。 In addition, the illumination light irradiation structure according to the present invention is an illumination light irradiation structure for irradiating an observation target with illumination light in an observation optical device having an objective optical system inside a lens barrel having an elongated tip. The lens is arranged in the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system, has an inner diameter that is equal to or larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system, and an outer diameter that is substantially the same as the largest lens in the objective optical system. An annular phosphor having a size, a light source that emits light for exciting the phosphor, and an irradiation unit that irradiates the phosphor with light emitted from the light source through the objective optical system. It is said.
また、本発明による照明光照射構造は、先端部が細長状に形成された鏡筒内部に対物光学系を備えた観察光学装置において観察対象物に照明光を照射するための照明光照射構造であって、光源と、前記光源から発した光を前記対物光学系を経て、該対物光学系の入射瞳位置近傍において、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の領域に照射させる照射手段を有することを特徴としている。 In addition, the illumination light irradiation structure according to the present invention is an illumination light irradiation structure for irradiating an observation target with illumination light in an observation optical device having an objective optical system inside a lens barrel having an elongated tip. The light source and the light emitted from the light source pass through the objective optical system, have an inner diameter larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system in the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system, and an outer surface. It has an irradiation means for irradiating an annular region having a diameter substantially the same as that of the lens having the largest diameter in the objective optical system.
また、本発明による照明光照射構造は、先端部が細長状に形成された鏡筒内部に対物光学系を備えた観察光学装置において観察対象物に照明光を照射するための照明光照射構造であって、前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置され、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の散乱体と、光源と、前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記散乱体に照射させる照射手段を有することを特徴としている。 In addition, the illumination light irradiation structure according to the present invention is an illumination light irradiation structure for irradiating an observation target with illumination light in an observation optical device having an objective optical system inside a lens barrel having an elongated tip. The lens is arranged in the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system, has an inner diameter that is equal to or larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system, and an outer diameter that is substantially the same as the largest lens in the objective optical system. An annular scatterer having a size, a light source, and irradiation means for irradiating the scatterer with light emitted from the light source through the objective optical system.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置近傍に斜めに配置され、該斜めに配置された状態において前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳の径と略同じ大きさの径を持つ開口部と該開口部の外周に前記光源から発した光を前記対物光学系側へ向けて反射する反射面とを有する反射鏡で構成されているのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiation unit is disposed obliquely in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system, and the incident optical system is incident in the obliquely disposed state. A reflecting mirror having an opening having a diameter substantially the same as the diameter of a pupil conjugate with a pupil, and a reflecting surface that reflects light emitted from the light source toward the objective optical system side on an outer periphery of the opening Preferably, it is configured.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置近傍に斜めに配置され、該斜めに配置された状態において前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳の径と略同じ大きさの径を持つ反射面を有する反射鏡を備え、前記光源から発した光のうち前記反射鏡の外周を通る光が前記対物光学系を経て前記蛍光体に照射するように構成されているのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiation unit is disposed obliquely in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system, and the incident optical system is incident in the obliquely disposed state. A reflecting mirror having a reflecting surface having a diameter substantially the same as the diameter of a pupil conjugate with the pupil, and light passing through the outer periphery of the reflecting mirror out of the light emitted from the light source passes through the objective optical system and the fluorescence. It is preferably configured to irradiate the body.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置近傍に斜めに配置され、該斜めに配置された状態において前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳の径と略同じ大きさの径を持つ反射面を有する反射鏡を備え、前記光源から発した光のうち前記反射鏡の外周を通る光が前記対物光学系を経て前記円環状の領域に照射するように構成されているのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiation unit is disposed obliquely in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system, and the incident optical system is incident in the obliquely disposed state. A reflecting mirror having a reflecting surface having a diameter substantially the same as the diameter of a pupil conjugate with the pupil, and light passing through the outer periphery of the reflecting mirror out of the light emitted from the light source passes through the objective optical system It is preferably configured to irradiate an annular region.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置近傍に斜めに配置され、該斜めに配置された状態において前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳の径と略同じ大きさの径を持つ反射面を有する反射鏡を備え、前記照射手段が、前記光源から発した光のうち前記反射鏡の外周を通る光が前記対物光学系を経て前記散乱体に照射するように構成されているのが好ましい。 Further, in the illumination light irradiation structure of the present invention, the pupil is disposed in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system, and the pupil conjugate with the entrance pupil of the objective optical system in the obliquely disposed state. A reflecting mirror having a reflecting surface having a diameter substantially the same as the diameter of the light source, and the irradiating means emits light that passes through the outer periphery of the reflecting mirror among the light emitted from the light source through the objective optical system. It is preferably configured to irradiate the body.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、前記光源を前記対物光学系の光軸に対して環状に複数個配置し、該複数個の光源から発した夫々の光が、前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳の外周を通るように構成されているのが好ましい。 Further, in the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiation means arranges a plurality of the light sources in a ring shape with respect to the optical axis of the objective optical system, and each light emitted from the plurality of light sources is Preferably, the objective optical system is configured to pass through the outer periphery of a pupil conjugate with the entrance pupil.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、前記光源から発した光を前記対物光学系側へ向けて反射するように前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置近傍に斜めに配置されたハーフミラーと、前記光源から発する光を遮断する特性を有し、前記ハーフミラーの像側に配置されたバリアフィルタとで構成されているのが好ましい。 Further, in the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiation means is near a pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system so as to reflect the light emitted from the light source toward the objective optical system side. It is preferable that the half mirror is disposed obliquely and has a characteristic of blocking light emitted from the light source and a barrier filter disposed on the image side of the half mirror.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、前記光源から発する光を反射し、かつその他の波長の光を透過する特性を有し、前記光源からの光を前記対物光学系側へ向けて反射するように前記対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置近傍に斜めに配置された波長選択部材で構成されているのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiation means has a characteristic of reflecting light emitted from the light source and transmitting light of other wavelengths, and transmitting light from the light source to the objective optical system. It is preferable that the wavelength selection member is disposed obliquely in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system so as to reflect toward the side.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記蛍光体の像側に、励起光を透過させ、かつ前記蛍光体から発した蛍光を遮断する特性を有する蛍光カットフィルタを設けるのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, it is preferable to provide a fluorescence cut filter having a characteristic of transmitting excitation light and blocking fluorescence emitted from the phosphor on the image side of the phosphor.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記蛍光体の内周面に、遮光部材を備えるのが好ましい。 Moreover, in the illumination light irradiation structure of this invention, it is preferable to provide a light shielding member on the inner peripheral surface of the phosphor.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記蛍光体の内周面及び前記蛍光カットフィルタの内周面に、遮光部材を備えるのが好ましい。 Moreover, in the illumination light irradiation structure of this invention, it is preferable to provide a light shielding member on the inner peripheral surface of the phosphor and the inner peripheral surface of the fluorescent cut filter.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記蛍光体の内周面及び前記蛍光カットフィルタの開口部近傍に、遮光部材を備えるのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, it is preferable that a light shielding member is provided in the vicinity of the inner peripheral surface of the phosphor and the opening of the fluorescence cut filter.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記蛍光体の開口部に、円柱状の透明部材を備えるのが好ましい。 Moreover, in the illumination light irradiation structure of this invention, it is preferable to provide a cylindrical transparent member in the opening part of the said fluorescent substance.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記蛍光体の開口部及び前記蛍光カットフィルタの開口部に、円柱状の透明部材を備えるのが好ましい。 Moreover, in the illumination light irradiation structure of this invention, it is preferable to provide a cylindrical transparent member in the opening part of the said fluorescent substance, and the opening part of the said fluorescence cut filter.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記対物光学系の像側にリレーレンズ、イメージファイバ、セルフォックレンズのいずれかからなる像伝送光学系を有するのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, it is preferable that an image transmission optical system including any one of a relay lens, an image fiber, and a Selfoc lens is provided on the image side of the objective optical system.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記像伝送光学系がセルフォックレンズで構成され、前記照射手段が、前記セルフォックレンズの光軸に対し傾斜した光軸を有する照明光学系からなり、前記光源から発した励起光が前記セルフォックレンズの入射面に斜めに入射するのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the image transmission optical system is configured by a selfoc lens, and the irradiation means is an illumination optical system having an optical axis inclined with respect to the optical axis of the selfoc lens. It is preferable that the excitation light emitted from the light source is incident obliquely on the incident surface of the Selfoc lens.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記照射手段が、色ズレ作用により励起光が該励起光以外の波長の光とは異なる光路を通って前記蛍光体に照射されるように、前記蛍光体から前記光源までの間の光路上に備えられた色収差発生手段と、前記対物光学系の光軸の周囲に位置するように配置された前記光源とで構成されているのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the irradiating means may cause the phosphor to irradiate the phosphor through an optical path different from light having a wavelength other than the excitation light by a color shift action. It is preferable that the chromatic aberration generating means provided on the optical path from the phosphor to the light source and the light source arranged so as to be located around the optical axis of the objective optical system.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記色収差発生手段が、接合レンズ又は回折格子からなるのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, it is preferable that the chromatic aberration generating means is composed of a cemented lens or a diffraction grating.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記対物光学系の入射瞳位置近傍に、内径が前記蛍光体の内径よりも小さく、かつ外径が前記蛍光体の外径と略同じ大きさに形成され、励起光を透過させ、かつ前記蛍光体から発した蛍光を遮断する特性を有する蛍光カットフィルタと、前記蛍光体と前記蛍光カットフィルタとの間に、前記蛍光体と略同じ大きさの内径及び外径を持つ円環状に形成された透明部材を設け、さらに、前記透明部材の内部に、物体側から順に凹レンズと凸レンズを備えるのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, the inner diameter is smaller than the inner diameter of the phosphor and the outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the phosphor near the entrance pupil position of the objective optical system. Between the phosphor and the fluorescence cut filter, the fluorescence cut filter formed and having the property of transmitting excitation light and blocking the fluorescence emitted from the phosphor, and having the same size as the phosphor It is preferable to provide a transparent member formed in an annular shape having an inner diameter and an outer diameter, and further include a concave lens and a convex lens inside the transparent member in order from the object side.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記観察光学装置が、内視鏡であるのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, it is preferable that the observation optical device is an endoscope.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記光源が、LD又はLEDであるのが好ましい。 Moreover, in the illumination light irradiation structure of this invention, it is preferable that the said light source is LD or LED.
また、本発明の照明光照射構造においては、前記像伝送光学系がセルフォックレンズで構成され、前記セルフォックレンズが、その外周部に低屈折率のクラッド層を備えるのが好ましい。 In the illumination light irradiation structure of the present invention, it is preferable that the image transmission optical system is configured by a Selfoc lens, and the Selfoc lens includes a cladding layer having a low refractive index on an outer peripheral portion thereof.
また、本発明による内視鏡は、上記本発明のいずれかの照明光照明構造を備えている。 An endoscope according to the present invention includes any one of the illumination light illumination structures according to the present invention.
本発明の照明光照射構造及びそれを用いた内視鏡によれば、ハレーションや観察像に非対称な歪みを生じることなく、先端部の径を極細化可能な照明光照射構造及びそれを用いた内視鏡が得られる。 According to the illumination light irradiation structure and the endoscope using the illumination light irradiation structure of the present invention, the illumination light irradiation structure capable of minimizing the diameter of the tip portion without causing asymmetric distortion in the halation and the observation image and the same are used. An endoscope is obtained.
第一実施形態
図1は本発明の第一実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の説明図であって、(a)は内視鏡の光学構成を概略的に示す説明図、(b)は(a)の外観を示す説明図である。図2は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造における先端部の変形例を拡大して示す説明図である。図3(a)は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造における先端部を物体側から見た説明図、図3(b)は従来技術を用いて第一実施形態と同程度の極細径に内視鏡の先端部を構成した場合におけるその先端部を物体側から見た説明図である。図4は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造における波長変換素子として用いられている円環状の蛍光体を示す説明図である。図5は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造における照射手段の一例を示す説明図である。図6は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造における円環状の蛍光カットフィルタの説明図であって、(a)は外観を示す斜視図、(b)は蛍光カットフィルタの透過特性を示すグラフである。図7は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造における円柱状の透明部材の説明図である。図8は図1(a)に示す内視鏡の照明光照射構造において他の像伝送光学系を用いた場合の光学構成を概略的に示す説明図である。
First Embodiment FIG. 1 is an explanatory view of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a first embodiment of the present invention, and (a) is an explanatory view schematically showing an optical configuration of the endoscope. (B) is explanatory drawing which shows the external appearance of (a). FIG. 2 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, a modification of the distal end portion in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. FIG. 3 (a) is an explanatory view of the distal end portion of the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. 1 (a) as viewed from the object side, and FIG. 3 (b) is the same as that of the first embodiment using the prior art. It is explanatory drawing which looked at the front-end | tip part from the object side in the case of having comprised the front-end | tip part of the endoscope in the extremely thin diameter of the grade. FIG. 4 is an explanatory view showing an annular phosphor used as a wavelength conversion element in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the irradiation means in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. 6A and 6B are explanatory diagrams of an annular fluorescent cut filter in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. 1A. FIG. 6A is a perspective view showing an appearance, and FIG. It is a graph which shows a transmission characteristic. FIG. 7 is an explanatory diagram of a cylindrical transparent member in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an optical configuration when another image transmission optical system is used in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG.
第一実施形態の内視鏡は、図1(a)に示すように、対物光学系1と、像伝送光学系2と、結像光学系3,5と、照明光学系4を有している。
対物光学系1と像伝送光学系2は、細長状に形成された鏡筒先端部20aの内部に設けられている。
また、対物光学系1、像伝送光学系2は、共にセルフォックレンズで構成されている。図1中、6はCCD等の撮像素子、20bは照明光学系4及び結像光学系3,5を内部に備える格納部、20cは撮像素子6を内部に備える格納部である。
The endoscope according to the first embodiment includes an objective
The objective
The objective
さらに、第一実施形態の内視鏡は、照明光照射構造として、波長変換素子としての円環状の蛍光体7(図4参照)と、励起光を射出する光源8と、照射手段9と、円環状の蛍光カットフィルタ10と、円柱状の透明部材11を有している。
Furthermore, the endoscope of the first embodiment has an annular phosphor 7 (see FIG. 4) as a wavelength conversion element, a
蛍光体7は、内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状に形成されている。そして、蛍光体7は、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍に配置されている。
光源8は、LED又はLDを用いて、蛍光体7を励起する所定波長の光を発する。
照射手段9は、図5に示すような円環状の反射鏡で構成されている。円環状の反射鏡は、対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2位置近傍に斜めに配置されており、斜めに配置された状態において対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2の径と略同じ大きさの径を持つ開口部9aと、開口部9aの外周に光源8から発した光を対物光学系1側へ向けて反射する反射面9bを有している。
蛍光カットフィルタ10は、蛍光体7と対物光学系1との間に配置されている。そして、図6(a)に示すような、内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上かつ蛍光体7の内径以下の大きさで、かつ外径が円環状の蛍光体7の外径と略同じ大きさに形成された円環状の透明部材10aの一方の面10a1に、図6(b)に示すような、励起光を透過させかつ蛍光体7から発する蛍光を遮断する特性を有する被膜10bをコーティングして構成されている。
円柱状の透明部材11は、蛍光体7及び蛍光カットフィルタ10の開口部に嵌合可能な大きさの径に形成されている。また、透明部材11は、外周が遮光部材12で覆われている。そして、透明部材11が蛍光体7及び蛍光カットフィルタ10の開口部に嵌合された状態において、遮光部材12が、蛍光体7の内周面及び蛍光カットフィルタ10の内周面を覆うようになっている。
The
The
The irradiating means 9 is composed of an annular reflecting mirror as shown in FIG. The annular reflecting mirror is obliquely disposed in the vicinity of the position of the pupil E2 conjugate with the entrance pupil E1 of the objective
The fluorescence cut
The columnar
このように構成された第一実施形態の照明光照射構造を備えた内視鏡では、光源8から出射した光は、照明光学系4を経て照射手段としての反射鏡9に入射する。反射鏡9に入射した光束のうち、開口部9aに入射した光はそのまま通過する。透過した光は、図示省略した光吸収部材等を配置しておくことによって吸収することができる。一方、反射面9bに入射した光は、対物光学系1側へ向けて反射され、結像光学系5、像伝送光学系2を経て円環状の光束として対物光学系1に入射する。対物光学系1に入射した光は、対物光学系1の入射瞳E1位置において入射瞳E1よりも外側位置を通り、蛍光カットフィルタ10を透過して蛍光体7に入射する。これにより、蛍光体7は励起されて蛍光を発する。そして、蛍光体7で発した蛍光のうち、物体側に向けられた蛍光が照明光として観察対象の照明に用いられる。なお、像側に向けられた蛍光は、蛍光カットフィルタ10の皮膜10bで反射されて物体側に向けられ、これも照明に用いられる。また、対物光学系1の光軸側に向けられた蛍光は、遮光部材12で遮断される。
In the endoscope having the illumination light irradiation structure of the first embodiment configured as described above, the light emitted from the
照明された観察対象からの光は、円柱状の透明部材11に入射し、対物光学系1、像伝送光学系2、結像光学系5,3を経て撮像素子6の撮像面に結像される。
Illuminated light from the observation object enters the cylindrical
このように、第一実施形態の照明光照射構造では、対物光学系1における入射瞳E1位置近傍に、内径が入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1の最大径と略同じ大きさに形成された環状の蛍光体7を設けるとともに、照射手段9を介して蛍光体7に励起光を照射するようにして蛍光体7から発する蛍光を照明光として用いている。即ち、第一実施形態の照明光照射構造では、観察系と照明系とを対物光学系及び像伝送光学系において同軸化し、対物光学系1を備えた観察系の先端部において観察に必要のない外側の領域を照明系の光路として用いている。
このため、第一実施形態の照明光照射構造によれば、対物光学系1の周囲に照明系用の光路を設けなくて済み、特許文献1,2に記載の従来技術では不可能な細さにまで先端部を極細化した内視鏡等の光学装置が実現できる。また、対物光学系の周囲にライトガイド等の照明系光学部材を偏らせた配置としなくて済むので、一方向のみが明るく照明されることによる観察系でのハレーションの発生を防止できる。また、観察系が先端挿入部内で中心に配置されるので、観察像の非対称な歪みの発生も防止できる。
As described above, in the illumination light irradiation structure of the first embodiment, in the vicinity of the position of the entrance pupil E1 in the objective
For this reason, according to the illumination light irradiation structure of the first embodiment, it is not necessary to provide an optical path for the illumination system around the objective
また、第一実施形態の照明光照射構造では、照射手段9を、斜めに配置された状態において対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2の径と略同じ大きさの径を持つ開口部9aと、開口部9aの外周に光源8から発した光を対物光学系1側へ向けて反射する反射面9bを有し、対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2位置近傍に斜めに配置された円環状の反射鏡で構成したので、光源8から発した励起光が対物光学系1の入射瞳E1に極力入り込まないようにして蛍光体7に入射させることができる。
また、観察対象からの観察光束は、対物光学系1の入射瞳E1を通過した光が、開口部9aを通り抜けて結像光学系3を介して撮像素子6の撮像面に結像される。その他の不要光が生じたとしても反射面9bで反射して結像光学系3への入射を阻止できる。このため、照明系の光路を対物光学系1に設けても、観察系での観察を邪魔することなく、観察対象を照明することができる。
In the illumination light irradiation structure of the first embodiment, the irradiation means 9 is an opening having a diameter that is approximately the same as the diameter of the entrance pupil E1 of the objective
In addition, the observation light beam from the observation target is imaged on the imaging surface of the
また、第一実施形態の照明光照射構造によれば、蛍光体7と対物光学系1との間に内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上かつ円環状の蛍光体7の内径以下の大きさで、かつ外径が蛍光体7の外径と略同じ大きさの円環状に形成された透明部材10aの一方の面10a1に、励起光を透過させ且つ蛍光体7から発した蛍光を遮断する特性を有する被膜10bをコーティングしてなる蛍光カットフィルタ10を設けたので、蛍光体7から発する蛍光のうち、像側へ向かう蛍光を遮断でき、観察画像へのフレア等の悪影響を除去できる。また、本実施形態では反射型の蛍光カットフィルタを用いることで、像側へ向かう蛍光が反射されて照明に使用されるため効率的となる。
Moreover, according to the illumination light irradiation structure of the first embodiment, the inner diameter between the
また、第一実施形態の照明光照射構造によれば、蛍光体7及び蛍光カットフィルタ10の開口部に、円柱状の透明部材11を備えたので、観察対象からの光を透明部材11の先端面で受光することによって、入射面を観察対象により近づけて蛍光体7や蛍光カットフィルタ10に観察光が遮られる度合いを少なくすることができ、しかも、円柱状の透明部材11の内部を光線が光軸に対して平行に進むため、より広い画角で観察することができる。また、円柱状の透明部材11の外周を遮光部材12で覆ったので、蛍光体7から発される蛍光のうち、光軸側へ向かう蛍光を遮断でき、観察精度がより向上する。
Moreover, according to the illumination light irradiation structure of the first embodiment, since the cylindrical
なお、図1(a)に示した照明光照射構造では、円柱状の透明部材11を備えた構成としたが、広画角化した観察を必要としない場合には、円柱状の透明部材11を備えない構成としてもよい。その場合、例えば、図2に示すように、蛍光カットフィルタ10の内径が蛍光体7に比べて小さい場合には、蛍光体7の内周面及び蛍光カットフィルタ10の開口部近傍に、遮光部材12を備えるようにする。そのようにすれば、蛍光体7から発する蛍光のうち、光軸側へ向かう蛍光を遮断できる。また、蛍光体7と蛍光カットフィルタ10の内径が同じ大きさである場合には、蛍光体7の内周面及び蛍光カットフィルタ10の内周面に、遮光部材12を備えるようにする。そのようにすれば、図2の構成と同様の効果が得られる。
In the illumination light irradiation structure shown in FIG. 1A, the cylindrical
また、図1(a)に示した照明光照射構造では、蛍光カットフィルタ10を備えた構成としたが、像側に向かう蛍光を反射鏡9の反射面でカットするだけで、不要光などによる支障が生じない場合には、蛍光カットフィルタ10を備えない構成としてもよい。
In addition, the illumination light irradiation structure shown in FIG. 1 (a) is configured to include the fluorescence cut
また、対物光学系1はセルフォック型に限らず、図2に示すような2枚の凸レンズで構成してもよく、その他の構成でもよい。像伝送光学系2は、リレーレンズ以外に、例えば、図8に示すようなイメージガイドファイバ、イメージコンジッドファイバ等のファイバを用いて構成してもよい。
The objective
第二実施形態
図9は本発明の第二実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の要部説明図であって、照射手段の光学構成を概略的に示す説明図である。
第二実施形態の内視鏡における照明光照射構造は、照射手段9が、光源8から発した励起光を対物光学系1側へ向けて反射するように対物光学系1の入射瞳と共役な瞳E2位置近傍に斜めに配置されたハーフミラー9’で構成され、光源8から発する光を遮断する特性を有するバリアフィルタ9”が、ハーフミラー9’の像側に配置される。その他の構成は、第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
Second Embodiment FIG. 9 is an explanatory view of a main part of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a second embodiment of the present invention, and is an explanatory view schematically showing an optical configuration of irradiation means.
The illumination light irradiation structure in the endoscope of the second embodiment is conjugate with the entrance pupil of the objective
このように構成された第二実施形態の照明光照射構造では、光源8から発した光は、照明光学系4を経てハーフミラー9’に入射する。ハーフミラー9’で反射した光は結像光学系5、像伝送光学系(図9において省略)を経て対物光学系(図9において省略)に入射する。対物光学系に入射した光は、対物光学系の入射瞳(図9において省略)位置において蛍光カットフィルタ(図9において省略)を介して蛍光体(図9において省略)に入射する。これにより、蛍光体は励起されて蛍光を発する。そして、蛍光体から発した蛍光のうち、物体側に向けられた蛍光が照明光として観察対象の照明に用いられる。
なお、像側に向けられた蛍光は、蛍光カットフィルタで遮断される。また、対物光学系の光軸側に向けられた蛍光は、円柱状の透明部材(図9において省略)の外周に覆われた遮光部材(図9において省略)で遮断される。ただし、図9に示す照明光照射構造においては、ハーフミラー9’で反射した励起光は、円柱状の透明部材を通過して観察対象を照射している。
In the illumination light irradiation structure of the second embodiment configured as described above, the light emitted from the
The fluorescence directed to the image side is blocked by the fluorescence cut filter. Further, the fluorescence directed to the optical axis side of the objective optical system is blocked by a light shielding member (omitted in FIG. 9) covered by the outer periphery of a cylindrical transparent member (omitted in FIG. 9). However, in the illumination light irradiation structure shown in FIG. 9, the excitation light reflected by the
観察対象からの光は、円柱状の透明部材に入射し、対物光学系、像伝送光学系、結像光学系5を経て、ハーフミラー9’に入射する。ハーフミラー9’を透過した光は、結像光学系3、バリアフィルタ9”を経て撮像素子6の撮像面に結像される。このとき、バリアフィルタ9”は、観察対象からの光のうち、光源8から発して観察対象で反射された励起光を遮断し、その他の波長の光を透過する。
従って、第二実施形態の照明光照射構造によれば、既存のフィルタを用いて、第一実施形態の照明光照射構造と略同様の効果が得られる。
Light from the observation object enters the cylindrical transparent member, and enters the
Therefore, according to the illumination light irradiation structure of the second embodiment, substantially the same effect as the illumination light irradiation structure of the first embodiment can be obtained using the existing filter.
さらに、第二実施形態の照明光照射構造の変形例として、照射手段9を、光源8から発する光を反射し、かつその他の波長の光を透過する特性を有し、光源8からの光を対物光学系側へ向けて反射するように対物光学系の入射瞳と共役な瞳E2位置近傍に斜めに配置された波長選択部材(例えばバンドパスフィルタやエタロン)で構成してもよい。このように構成すれば、バリアフィルタ9”を配置するスペースを省くことができ、また照射手段9を構成する部品点数も少なくすることができる。
なお、励起光の少なくとも一部が蛍光体に入射すればよく、その場合は必ずしも照射手段9はE2近傍に配置しなくてもよい。また、光源8から発する光がハーフミラー9’を透過し、観察対象からの光がハーフミラー9’で反射する構成としてもよい。
Furthermore, as a modification of the illumination light irradiation structure of the second embodiment, the irradiation means 9 has a characteristic of reflecting light emitted from the
Note that at least part of the excitation light only needs to be incident on the phosphor, and in that case, the
第三実施形態
図10は本発明の第三実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の説明図であって、(a)は内視鏡の光学構成を概略的に示す説明図、(b)は像側から見た像伝送光学系に対する光源の配置を示す説明図である。図11は図10に示す内視鏡の照明光照射構造における先端部の蛍光体に励起光束が照射する経路を部分的に拡大して示す説明図である。
第三実施形態の照明光照射構造では、像伝送光学系2は、側面が鏡面のセルフォックレンズで構成されている。また、照射手段は、照明光学系4’,4”から構成され、光源8と照射手段とからなる照明部13が円環状に複数個配置されている。
また、各照明部13は、像伝送光学系2の光軸に対し照明光軸が斜めに交差して照明光が入射するように配置されている。
また、各照明部13は、照明部13を出射して像伝送光学系2に入射した光が像伝送光学系2の側面で全反射を繰り返して蛍光体7に入射するように、配置位置が調整されている。
例えば、図11に示すように、照明部13から像伝送光学系2を経て対物光学系1を通したときの光束をLa、Lb、Lc、Ldとする。ここで、光束Ldは、像伝送光学系2の光軸に対して照明光軸が交差しない、即ち、同軸に照明光軸を配置した場合に対物光学系1を通る光束を示している。各照明部13を、像伝送光学系2の光軸に対し照明光軸が斜めに交差して照明光が入射するように配置すると、対物光学系1を通る光束は、例えば光束La,Lb,Lcとして示したように対物光学系1の光軸に対して斜めに進み、対物光学系1の入射瞳E1位置において対物光学系1の光軸を外れた位置を通る。ここで、光束La,Lbは、対物光学系1の入射瞳E1位置において対物光学系1の入射瞳E1の外側を通る。
なお、像伝送光学系2の側面に、光軸側に反射するように反射膜を設けるとともに、各照明部13は、照明部13を出射して像伝送光学系2に入射した光が像伝送光学系2の側面の反射面で反射を繰り返して蛍光体7に入射するように、配置位置を調整してもよい。
その他の構成は第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
Third Embodiment FIG. 10 is an explanatory view of an endoscope having an illumination light irradiation structure according to a third embodiment of the present invention, and (a) is an explanatory view schematically showing an optical configuration of the endoscope. (B) is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of the light source with respect to the image transmission optical system seen from the image side. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a partially enlarged path through which the excitation light beam irradiates the phosphor at the tip in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG.
In the illumination light irradiation structure of the third embodiment, the image transmission
In addition, each
In addition, each illuminating
For example, as shown in FIG. 11, the light beams when passing through the objective
In addition, a reflection film is provided on the side surface of the image transmission
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the first embodiment.
このように構成された第三実施形態の照明光照射構造では、通常の観察対象からの光は、対物光学系1を経た後、像伝送光学系2の側面で反射することなく通過し、結像光学系5,3を経て撮像素子6の撮像面上に結像される。また、この場合、対物光学系1を通過する光にノイズやフレアとなるような光が含まれる場合、これらの光は像伝送光学系2の側面で反射されて結像光学系に到達するが、射出瞳E1に共役な瞳E2に絞りを配置しておくことで、除去することが可能である。
In the illumination light irradiation structure of the third embodiment configured as described above, the light from the normal observation target passes through the objective
各照明部13において、光源8から出射した光は、照明光学系4’,4”を経て像伝送光学系2に入射する。像伝送光学系2に入射した光は、像伝送光学系2の側面で反射されて対物光学系1に入射し、対物光学系1の入射瞳E1位置において円環状の光束として円環状の蛍光カットフィルタ10に入射する。蛍光カットフィルタ10に入射した光は、被膜10bを透過して円環状の蛍光体7に入射する。これにより、蛍光体7は励起されて蛍光を発する。そして、蛍光体7で発した蛍光のうち、物体側に向けられた蛍光が照明光として観察対象の照明に用いられる。なお、像側に向けられた蛍光は、蛍光カットフィルタ10で遮断される。また、対物光学系1の光軸側に向けられた蛍光は、遮光部材12で遮断される。なお、照明部13は図10(b)のように全周に配置される必要はなく、一部分のみに配置されてもよい。セルフォックレンズの内面反射を繰り返す中で光束が円環状に広がる性質によって、一部分の照明部からの光束が円環状となって対物光学系に入射するからである。
In each
従って、第三実施形態の照明光照射構造によっても、第一実施形態の照明光照射構造と略同様の効果が得られる。 Therefore, the illumination light irradiation structure of the third embodiment can provide substantially the same effect as the illumination light irradiation structure of the first embodiment.
第四実施形態
図12は本発明の第四実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の説明図であって、(a)は内視鏡の光学構成を概略的に示す説明図、(b)は(a)に示した内視鏡における光源の配置を示す説明図である。
第四実施形態の照明光照射構造では、像伝送光学系2は、セルフォックレンズで構成されている。また、照射手段は、図12(a)に示すように、対物光学系1や像伝送光学系2を構成するレンズに接合レンズ1a,1b,2aなどの色収差発生手段を備えるとともに、図12(b)に示すように、光源8を、各々の光軸が対物光学系1の光軸の周囲に位置するように円環状に複数個配置することによって構成されている。
色収差発生手段としての接合レンズ1a,1b,2aは、色ズレ作用により光源8からの励起光を励起光以外の波長の光とは異なる光路を通って円環状の蛍光体7に照射されるように構成されている。
Fourth Embodiment FIG. 12 is an explanatory view of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a fourth embodiment of the present invention, and (a) is an explanatory view schematically showing an optical configuration of the endoscope. (B) is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of the light source in the endoscope shown to (a).
In the illumination light irradiation structure of the fourth embodiment, the image transmission
The cemented
なお、色収差発生手段としての接合レンズは、色ズレ作用により励起光を励起光以外の波長の光とは異なる光路を通って蛍光体7に照射することができれば、像伝送光学系2に設けないで対物光学系1にだけ設けてもよく、あるいは、対物光学系1や像伝送光学系以外の、蛍光体7から光源8までの間の光路上の任意の位置に設けてもよい。
It should be noted that the cemented lens as the chromatic aberration generating means is not provided in the image transmission
さらに、第四実施形態の照明光照射構造においては、円環状に配置された複数の光源8から発する波長の光を反射し、かつその他の波長の光を透過する特性を有する波長選択部材14を対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2位置近傍に斜めに配置して備えている。
その他の構成は、図1(a)に示す照明光照射構造と略同じである。
Furthermore, in the illumination light irradiation structure of the fourth embodiment, the
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure shown in FIG.
このように構成された第四実施形態の照明光照射構造では、円環状に配置された複数の光源8から出射した光は、照明光学系4を経て波長選択部材14で対物光学系1側に反射され、像伝送光学系2を経て円環状の光束として対物光学系1に入射する。
In the illumination light irradiation structure of the fourth embodiment configured as described above, light emitted from a plurality of
対物光学系1を出射した光は、円環状の蛍光カットフィルタ10に入射し、被膜10bを透過して円環状の蛍光体7に入射する。これにより、蛍光体7は励起されて蛍光を発する。そして、蛍光体7で発した蛍光のうち、物体側に向けられた蛍光が照明光として観察対象の照明に用いられる。なお、像側に向けられた蛍光は、蛍光カットフィルタ10で遮断される。また、対物光学系1の光軸側に向けられた蛍光は、遮光部材12で遮断される。
The light emitted from the objective
観察対象からの光は、円柱状の透明部材11に入射し、対物光学系1、像伝送光学系2を経て結像光学系5に入射し、観察に用いる所定の波長として光源8から発する波長以外の光が波長選択部材14を透過し、結像光学系3を介して撮像素子6の撮像面に結像される。
The light from the observation object enters the cylindrical
このとき、像伝送光学系2に設けられた接合レンズ2aや対物光学系に設けられた接合レンズ1b,1aを通ることにより生ずる色ズレ作用により、光源8から出射した光は、それ以外の例えば通常の観察に用いる波長の光がこれらの接合レンズを通過する光路とは異なる光路を通る。
このため、光源8から出射した光の光路を他の波長の光の光路と大きく分離されて、入射瞳E1の外周に位置する蛍光体7を照射するように、接合レンズの色ズレ作用を大きくすることで、観察系の光路と照明系の光路とを大きく異ならせることができ、不要光の混入のない良好な観察像が得られる。
その他の作用効果は、第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
At this time, the light emitted from the
For this reason, the optical path of the light emitted from the
Other functions and effects are substantially the same as those of the illumination light irradiation structure of the first embodiment.
なお、図12に示した構成では、波長選択部材14を設けて、光源8から発する光が結像光学系3側に入射しないようにしたが、波長選択部材14の代わりにハーフミラーを設けても良い。
ハーフミラーを設けた構成としても、接合レンズの色ズレ作用を大きくとって、光源8から発する光が観察系の光路内に入り込まない程度に観察系の光路と照明系の光路とを大きく異ならせれば、波長選択部材14を設けた構成と同様に、不要光の混入のない良好な観察像が得られる。
In the configuration shown in FIG. 12, the
Even with the configuration provided with a half mirror, the color shift action of the cemented lens can be made large so that the optical path of the observation system and the optical path of the illumination system can be greatly different so that the light emitted from the
また、図12に示した構成では、色収差発生手段を、接合レンズを用いて構成したが、色ズレ作用により励起光を励起光以外の波長の光とは異なる光路を通って蛍光体7に照射することができれば、例えば、回折格子を用いてもよい。
In the configuration shown in FIG. 12, the chromatic aberration generating means is configured by using a cemented lens. However, the
第五実施形態
図13は本発明の第五実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の説明図であって、(a)は内視鏡の光学構成の要部を概略的に示す説明図、(b)は(a)の部分拡大図である。
第五実施形態の照明光照射構造では、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍に、内径が円環状の蛍光体7の内径よりも小さく、かつ外径が蛍光体7の外径と略同じ大きさに形成され、励起光を透過させ、かつ蛍光体7で励起された蛍光を遮断する特性を有する円環状の蛍光カットフィルタ10と、蛍光体7と蛍光カットフィルタ10との間に、蛍光体7と略同じ大きさの内径及び外径を持つ円環状に形成された透明部材15を設け、さらに、透明部材15の内部に、物体側から順に凹レンズ16と凸レンズ17を備えている。
その他の構成は、第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。なお、その他の構成は、第二〜第四実施形態のいずれかの照明光照射構造と略同じにしてもよい。
Fifth Embodiment FIG. 13 is an explanatory view of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 13 (a) schematically shows the main part of the optical configuration of the endoscope. Explanatory drawing shown, (b) is the elements on larger scale of (a).
In the illumination light irradiation structure of the fifth embodiment, in the vicinity of the entrance pupil E1 position of the objective
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the first embodiment. Other configurations may be substantially the same as the illumination light irradiation structure of any one of the second to fourth embodiments.
このように構成された第五実施形態の照明光照射構造によれば、円環状の透明部材15を設けたので、内視鏡先端部の光路長を物体側に伸ばすことができ、その伸ばした内視鏡先端部の内部に、物体側から凹凸の順で屈折力を持つレンズ16,17を備えたので、画角をより広くとることができる。
その他の作用効果は、第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
According to the illumination light irradiation structure of the fifth embodiment configured as described above, since the annular
Other functions and effects are substantially the same as those of the illumination light irradiation structure of the first embodiment.
第六実施形態
図14は本発明の第六実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の要部説明図であって、照射手段の光学構成を概略的に示す説明図である。
本実施形態は、結像光学系5を第一実施形態に比べて大径にし、照明光学系4の光軸を、像伝送光学系2の光軸に平行に配置したものである。本実施形態は上記のように構成したので、照明手段としてミラーやハーフミラーを用いる必要がない。
なお、照明光学系4及び光源8は、対物光学系(図示省略)の光軸に対して環状に複数個配置するとよい。
Sixth Embodiment FIG. 14 is an explanatory view of a main part of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a sixth embodiment of the present invention, and is an explanatory view schematically showing an optical configuration of irradiation means.
In this embodiment, the imaging
The illumination
上記各実施形態では、いずれも蛍光を照明光として用いる内視鏡における照明光照射構造を示した。
しかるに、上記第一実施形態、第三〜第六実施形態の照明光照射構造に示した、対物光学系の入射瞳位置近傍に配置され、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の蛍光体に対し、光源から発した光を対物光学系を経て照射させる照明手段の構成は、可視光を照明光として用いる内視鏡においても応用できる。
そこで、可視光を照明光として用いる内視鏡において上記第一実施形態、第三〜第六実施形態の照明光照射構造を応用した実施形態を説明する。
In each of the above-described embodiments, the illumination light irradiation structure in an endoscope using fluorescence as illumination light is shown.
However, it is arranged near the entrance pupil position of the objective optical system shown in the illumination light irradiation structure of the first embodiment and the third to sixth embodiments, and the inner diameter is larger than the entrance pupil diameter of the objective optical system. The configuration of the illumination means for irradiating the light emitted from the light source through the objective optical system to the annular phosphor having an outer diameter that is substantially the same as the lens having the largest diameter in the objective optical system, The present invention can also be applied to an endoscope that uses visible light as illumination light.
Therefore, embodiments in which the illumination light irradiation structures of the first embodiment and the third to sixth embodiments are applied to an endoscope using visible light as illumination light will be described.
第七実施形態
図15は本発明の第七実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の光学構成を概略的に示す説明図、図16は図15に示す内視鏡の照明光照射構造における先端部の変形例を拡大して示す説明図である。図17は図15に示す内視鏡の照明光照射構造において他の像伝送光学系を用いた場合の光学構成を概略的に示す説明図である。なお、第一実施形態の内視鏡と同じ部材については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
Seventh Embodiment FIG. 15 is an explanatory view schematically showing an optical configuration of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 16 is an illumination light of the endoscope shown in FIG. It is explanatory drawing which expands and shows the modification of the front-end | tip part in an irradiation structure. FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing an optical configuration when another image transmission optical system is used in the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same member as the endoscope of 1st embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
第七実施形態の内視鏡は、照明光照射構造として、散乱体7'と、可視光を射出する光源8’と、照射手段9と、円柱状の透明部材11を有している。即ち、第七実施形態の内視鏡では、図1に示した第一実施形態の内視鏡の照明光照射構造における円環状の蛍光体7及び円環状の蛍光カットフィルタ10の代わりに円環状の散乱体7'を備えるとともに、励起光を射出する光源8の代わりに、可視光を射出する光源8’を備えている。
The endoscope of the seventh embodiment includes a
散乱体7’は、内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状に形成されている。そして、散乱体7’は、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍に配置されている。
光源8’は、可視光LEDで構成され、可視波長の光を発する。
照射手段9は、図5に示した第一実施形態の内視鏡の照明光照射構造における照射手段9と同様に構成されている。そして、照射手段9は、光源8’から発した光を、対物光学系1を経て、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍において、内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の領域(散乱体7’が配置されている領域)に照射させるようになっている。
その他の構成は、第一実施形態の内視鏡と略同じである。
The
The
The irradiation means 9 is configured in the same manner as the irradiation means 9 in the illumination light irradiation structure of the endoscope of the first embodiment shown in FIG. The
Other configurations are substantially the same as those of the endoscope of the first embodiment.
このように構成された第七実施形態の照明光照射構造を備えた内視鏡では、光源8’から出射した可視波長の光は、照明光学系4を経て照射手段としての反射鏡9に入射する。反射鏡9に入射した光束のうち、開口部9aに入射した光はそのまま通過する。透過した光は、図示省略した光吸収部材等を配置しておくことによって吸収することができる。一方、反射面9bに入射した光は、対物光学系1側へ向けて反射され、結像光学系5、像伝送光学系2を経て円環状の光束として対物光学系1に入射する。対物光学系1に入射した光は、対物光学系1の入射瞳E1位置において入射瞳E1よりも外側位置を通り、散乱体7’に入射する。散乱体7’は、入射した光を散乱して出射する。そして、散乱体7’から出射した散乱光のうち、物体側に向けられた光が照明光として観察対象の照明に用いられる。
In the endoscope having the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment configured as described above, the light having a visible wavelength emitted from the
照明された観察対象からの光は、円柱状の透明部材11に入射し、対物光学系1、像伝送光学系2、結像光学系5,3を経て撮像素子6の撮像面に結像される。
Illuminated light from the observation object enters the cylindrical
このように、第七実施形態の照明光照射構造では、対物光学系1における入射瞳E1位置近傍に、内径が入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1の最大径と略同じ大きさに形成された円環状の散乱体7’を設け、照射手段9を介して散乱体7’に可視波長の光を照射するようにして散乱体7’から出射する可視波長の散乱光を照明光として用いている。即ち、第七実施形態の照明光照射構造においても、第一実施形態の照明光照射構造と同様、観察系と照明系とを対物光学系及び像伝送光学系において同軸化し、対物光学系1を備えた観察系の先端部において観察に必要のない外側の領域を照明系の光路として用いている。
このため、第七実施形態の照明光照射構造によれば、第一実施形態の照明光照射構造と同様、対物光学系1の周囲に照明系用の光路を設けなくて済み、特許文献1,2に記載の従来技術では不可能な細さにまで先端部を極細化した内視鏡等の光学装置が実現できる。また、対物光学系の周囲にライトガイド等の照明系光学部材を偏らせた配置としなくて済むので、一方向のみが明るく照明されることによる観察系でのハレーションの発生を防止できる。また、観察系が先端挿入部内で中心に配置されるので、観察像の非対称な歪みの発生も防止できる。
As described above, in the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment, in the vicinity of the position of the entrance pupil E1 in the objective
For this reason, according to the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment, it is not necessary to provide an optical path for the illumination system around the objective
また、第七実施形態の照明光照射構造では、照射手段9を、斜めに配置された状態において対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2の径と略同じ大きさの径を持つ開口部9aと、開口部9aの外周に光源8’から発した光を対物光学系1側へ向けて反射する反射面9bを有し、対物光学系1の入射瞳E1と共役な瞳E2位置近傍に斜めに配置された円環状の反射鏡で構成したので、光源8’から発した光が対物光学系1の入射瞳E1に極力入り込まないようにして散乱体7’に入射させることができる。
また、観察対象からの観察光束は、対物光学系1の入射瞳E1を通過した光が、開口部9aを通り抜けて結像光学系3を介して撮像素子6の撮像面に結像される。その他の不要光が生じたとしても反射面9bで反射して結像光学系3への入射を阻止できる。このため、照明系の光路を対物光学系1に設けても、観察系での観察を邪魔することなく、観察対象を照明することができる。
In the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment, the irradiation means 9 is an opening having a diameter that is substantially the same as the diameter of the entrance pupil E1 of the objective
In addition, the observation light beam from the observation target is imaged on the imaging surface of the
また、第七実施形態の照明光照射構造によれば、散乱体7’の開口部に、円柱状の透明部材11を備えたので、観察対象からの光を透明部材11の先端面で受光することによって、入射面を観察対象により近づけて散乱体7’に観察光が遮られる度合いを少なくすることができ、しかも、円柱状の透明部材11の内部を光線が光軸に対して平行に進むため、より広い画角で観察することができる。また、円柱状の透明部材11の外周を遮光部材12で覆ったので、散乱体7’から出射する光のうち、光軸側へ向かう光を遮断でき、観察精度がより向上する。
Moreover, according to the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment, since the cylindrical
なお、図15に示した照明光照射構造では、円柱状の透明部材11を備えた構成としたが、広画角化した観察を必要としない場合には、円柱状の透明部材11を備えない構成としてもよい。
In the illumination light irradiation structure shown in FIG. 15, the cylindrical
また、対物光学系1はセルフォック型に限らず、図16に示すような2枚の凸レンズで構成してもよく、その他の構成でもよい。像伝送光学系2は、リレーレンズ以外に、例えば、図17に示すようなイメージガイドファイバ、イメージコンジッドファイバ等のファイバを用いて構成してもよい。
The objective
このように、第七実施形態の照明光照射構造は、可視光を照明光として用いる内視鏡を前提として構成したものであり、この点で蛍光を照明光として用いる内視鏡を前提として構成された第一実施形態の照明光照射構造と異なる。
しかし、対物光学系の入射瞳位置近傍における、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の領域に、光源から発した光を対物光学系を経て照射させるように、照明手段を構成しており、本発明の課題を解決するための基本的な着想、及び作用効果は第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
なお、可視光を照明光として用いる内視鏡を前提とする第七実施形態の照明光照射構造では、蛍光を照明光として用いる内視鏡を前提とする第一実施形態の照明光照射構造に比べて、より明るい観察画像が得られる。一方、第一実施形態の照明光照射構造のように蛍光を照明光として用いる内視鏡を前提とした本発明の照明光照射構造においては、観察対象を照射する照明波長と観察対象を観察する観察波長とが異なるので、照明波長と観察波長とで同じ可視波長を用いる第七実施形態の照明光照射構造に比べて、観察系でのハレーションの発生をより強く防止できる。
Thus, the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment is configured on the assumption of an endoscope that uses visible light as illumination light, and is configured on the assumption of an endoscope that uses fluorescence as illumination light in this respect. It is different from the illumination light irradiation structure of the first embodiment.
However, in the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system, the inner diameter is larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system, and the outer diameter is approximately the same size as the lens having the largest diameter in the objective optical system. The illumination means is configured to irradiate the annular region with the light emitted from the light source through the objective optical system, and the basic idea for solving the problems of the present invention and the function and effect are the first implementation. It is substantially the same as the illumination light irradiation structure of the form.
In the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment based on an endoscope using visible light as illumination light, the illumination light irradiation structure of the first embodiment based on an endoscope using fluorescence as illumination light is used. In comparison, a brighter observation image can be obtained. On the other hand, in the illumination light irradiation structure of the present invention based on an endoscope using fluorescence as illumination light as in the illumination light irradiation structure of the first embodiment, the illumination wavelength and the observation target are irradiated. Since the observation wavelength is different, the occurrence of halation in the observation system can be prevented more strongly than the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment using the same visible wavelength for the illumination wavelength and the observation wavelength.
第八実施形態
図18は本発明の第八実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の説明図であって、(a)は内視鏡の光学構成を概略的に示す説明図、(b)は像側から見た像伝送光学系に対する光源の配置を示す説明図である。図19は図18に示す内視鏡の照明光照射構造における先端部の散乱体に光源からの可視波長の光束が照射する経路を部分的に拡大して示す説明図である。
第八実施形態の内視鏡は、図10に示した第三実施形態の内視鏡の照明光照射構造における円環状の蛍光体7及び円環状の蛍光カットフィルタ10の代わりに円環状の散乱体7'を備えるとともに、励起光を射出する光源8の代わりに、可視光を射出する光源8’を備えている。
散乱体7’は、内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状に形成されている。そして、散乱体7’は、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍に配置されている。
光源8’は、可視光LEDで構成され、可視波長の光を発する。
Eighth Embodiment FIG. 18 is an explanatory view of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to an eighth embodiment of the present invention, and (a) is an explanatory view schematically showing an optical configuration of the endoscope. (B) is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of the light source with respect to the image transmission optical system seen from the image side. FIG. 19 is an explanatory diagram showing a partially enlarged path through which a light beam having a visible wavelength from a light source irradiates the scatterer at the distal end of the illumination light irradiation structure of the endoscope shown in FIG.
The endoscope of the eighth embodiment is an annular scattering instead of the
The
The
そして、第八実施形態の照明光照射構造では、像伝送光学系2は、側面が鏡面のセルフォックレンズで構成されている。また、照射手段は、照明光学系4’,4”から構成され、光源8’と照射手段とからなる照明部13が円環状に複数個配置されている。
また、各照明部13は、像伝送光学系2の光軸に対し照明光軸が斜めに交差して照明光が入射するように配置されている。
また、各照明部13は、照明部13を出射して像伝送光学系2に入射した光が像伝送光学系2の側面で全反射を繰り返して散乱体7’に入射するように、配置位置が調整されている。
例えば、図19に示すように、照明部13から像伝送光学系2を経て対物光学系1を通したときの光束をLa、Lb、Lc、Ldとする。ここで、光束Ldは、像伝送光学系2の光軸に対して照明光軸が交差しない、即ち、同軸に照明光軸を配置した場合に対物光学系1を通る光束を示している。各照明部13を、像伝送光学系2の光軸に対し照明光軸が斜めに交差して照明光が入射するように配置すると、対物光学系1を通る光束は、例えば光束La,Lb,Lcとして示したように対物光学系1の光軸に対して斜めに進み、対物光学系1の入射瞳E1位置において対物光学系1の光軸を外れた位置を通る。ここで、光束La,Lbは、対物光学系1の入射瞳E1位置において対物光学系1の入射瞳E1の外側を通る。
なお、像伝送光学系2の側面に、光軸側に反射するように反射膜を設けるとともに、各照明部13は、照明部13を出射して像伝送光学系2に入射した光が像伝送光学系2の側面の反射面で反射を繰り返して散乱体7’に入射するように、配置位置を調整してもよい。
その他の構成は第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
And in the illumination light irradiation structure of 8th embodiment, the image transmission
In addition, each
In addition, each illuminating
For example, as shown in FIG. 19, the light beams when passing through the objective
In addition, a reflection film is provided on the side surface of the image transmission
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the first embodiment.
このように構成された第八実施形態の照明光照射構造では、通常の観察対象からの光は、対物光学系1を経た後、像伝送光学系2の側面で反射することなく通過し、結像光学系5,3を経て撮像素子6の撮像面上に結像される。また、この場合、対物光学系1を通過する光にノイズやフレアとなるような光が含まれる場合、これらの光は像伝送光学系2の側面で反射されて結像光学系に到達するが、射出瞳E1に共役な瞳E2に絞りを配置しておくことで、除去することが可能である。
In the illumination light irradiation structure of the eighth embodiment configured in this way, light from a normal observation object passes through the objective
各照明部13において、光源8’から出射した光は、照明光学系4’,4”を経て像伝送光学系2に入射する。像伝送光学系2に入射した光は、像伝送光学系2の側面で反射されて対物光学系1に入射し、対物光学系1の入射瞳E1位置において円環状の光束として円環状の散乱体7’に入射する。これにより、入射した光は、散乱体7’で散乱されて散乱光を発する。そして、散乱体7’で発した散乱光のうち、物体側に向けられた散乱光が照明光として観察対象の照明に用いられる。また、対物光学系1の光軸側に向けられた散乱光は、遮光部材12で遮断される。なお、照明部13は図18(b)のように全周に配置される必要はなく、一部分のみに配置されてもよい。セルフォックレンズの内面反射を繰り返す中で光束が円環状に広がる性質によって、一部分の照明部からの光束が円環状となって対物光学系に入射するからである。
In each
従って、第八実施形態の照明光照射構造によっても、第七実施形態の照明光照射構造と略同様の効果が得られる。 Therefore, the illumination light irradiation structure of the eighth embodiment can provide substantially the same effect as the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment.
第九実施形態
図20は本発明の第九実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の説明図であって、(a)は内視鏡の光学構成の要部を概略的に示す説明図、(b)は(a)の部分拡大図である。
第九実施形態の内視鏡は、図13に示した第五実施形態の内視鏡の照明光照射構造における円環状の蛍光体7及び円環状の蛍光カットフィルタ10の代わりに円環状の散乱体7'を備えるとともに、励起光を射出する光源8の代わりに、可視光を射出する光源8’を備えている。
散乱体7’は、内径が対物光学系1の入射瞳E1の径以上の大きさで、かつ外径が対物光学系1において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状に形成されている。そして、散乱体7’は、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍に配置されている。
光源8’は、可視光LEDで構成され、可視波長の光を発する。
Ninth Embodiment FIG. 20 is an explanatory view of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 20 (a) schematically shows the main part of the optical configuration of the endoscope. Explanatory drawing shown, (b) is the elements on larger scale of (a).
The endoscope of the ninth embodiment is an annular scattering instead of the
The
The
そして、第九実施形態の照明光照射構造では、対物光学系1の入射瞳E1位置近傍に、散乱体7’と略同じ大きさの内径及び外径を持つ円環状に形成された透明部材15を設け、さらに、透明部材15の内部に、物体側から順に凹レンズ16と凸レンズ17を備えている。
その他の構成は、第一実施形態の照明光照射構造と略同じである。なお、その他の構成は、第二〜第四実施形態のいずれかの照明光照射構造と略同じにしてもよい。
And in the illumination light irradiation structure of 9th embodiment, the
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the first embodiment. In addition, you may make the other structure substantially the same as the illumination light irradiation structure in any one of 2nd-4th embodiment.
このように構成された第九実施形態の照明光照射構造によれば、円環状の透明部材15を設けたので、内視鏡先端部の光路長を物体側に伸ばすことができ、その伸ばした内視鏡先端部の内部に、物体側から凹凸の順で屈折力を持つレンズ16,17を備えたので、画角をより広くとることができる。
その他の作用効果は、第七実施形態の照明光照射構造と略同じである。
According to the illumination light irradiation structure of the ninth embodiment configured as described above, since the annular
Other functions and effects are substantially the same as those of the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment.
第十実施形態
図21は本発明の第十実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の要部説明図であって、照射手段の光学構成を概略的に示す説明図である。
第十実施形態の照明光照射構造は、結像光学系5を第七実施形態に比べて大径にし、照明光学系4の光軸を、像伝送光学系2の光軸に平行に配置したものである。照明光学系4及び光源8’は、対物光学系(図示省略)の光軸に対して環状に複数個配置されている。その他の構成は第七実施形態の照明光照射構造と略同じである。
本実施形態は上記のように構成したので、照明手段としてミラーやハーフミラーを用いる必要がない。
Tenth Embodiment FIG. 21 is an explanatory view of a main part of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a tenth embodiment of the present invention, and schematically shows an optical configuration of irradiation means.
In the illumination light irradiation structure of the tenth embodiment, the imaging
Since the present embodiment is configured as described above, it is not necessary to use a mirror or a half mirror as the illumination means.
第十一実施形態
図22は本発明の第十一実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の要部説明図であって、照射手段の光学構成を概略的に示す説明図である。
第十一実施形態の照明光照射構造は、結像光学系5の像側に反射鏡91’を備えている。反射鏡91’は、対物光学系の入射瞳と共役な瞳位置E2近傍に斜めに配置され、斜めに配置された状態において対物光学系の入射瞳と共役な瞳の径と略同じ大きさの径を持つ反射面91a’を有している。また、反射鏡91’と結像レンズ3との間には反射面92a’を有する反射鏡92’を備えている。結像レンズ3及び撮像素子6は、反射鏡91’,92’を介して曲げられた光路上に配置されている。
また、第十一実施形態の照明光照射構造は、照射手段として、光源8’と反射鏡91’との間に反射部材9”’を備えている。
反射部材9”’は、反射鏡91’側端部が開口し、側面が反射面9a”’で構成され、光源8’側端部に光源配置穴9b”’を備えた、円錐形状の筒状部材で構成されている。
反射面9a”’は、光源8’から出射した光を、光軸に対し平行な方向に反射し、反射された光が反射鏡91’の外周を通るように構成されている。
光源配置穴9b”’は、光源8’の射出部を挿入可能な大きさに形成されている。
その他の構成は、第七実施形態の照明光照射構造と略同じである。
Eleventh Embodiment FIG. 22 is an explanatory view of a main part of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to the eleventh embodiment of the present invention, and schematically shows an optical configuration of irradiation means. is there.
The illumination light irradiation structure of the eleventh embodiment includes a reflecting
In addition, the illumination light irradiation structure of the eleventh embodiment includes a reflecting
The reflecting
The reflecting
The light
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment.
このように構成された第十一実施形態の照明光照射構造では、光源8’から出射し反射部材9”’の反射面9a”’に入射する光は、反射面9a”’を介して光軸に対し平行な方向に反射される。反射された光は、円環状の平行光束となって反射鏡91’の外周を通り、結像光学系5を経て像伝送光学系2に入射する。なお、光源8’から出射し反射部材9”’の反射面9a”’で反射されずに光軸近傍を進む光は、反射鏡91’により像伝送光学系2方向への進行を遮断される。
像伝送光学系2に入射した光は、対物光学系(図示省略)、散乱板(図示省略)を経て観察対象の照明に用いられる。
観察対象からの光は透明部材(図示省略)に入射し、対物レンズ(図示省略)、像伝送光学系2、結像光学系5、反射鏡91’,92’、結像光学系3を経て撮像素子6の撮像面に結像される。
In the illumination light irradiation structure of the eleventh embodiment configured as described above, the light emitted from the
The light incident on the image transmission
Light from the observation object enters a transparent member (not shown), an objective lens (not shown), the image transmission
第十一実施形態の照明光照射構造によっても、第七実施形態の照明光照射構造と同様の効果が得られる。
なお、第十一実施形態の照明光照射構造における可視光を射出する光源8’の代わりに、励起光を射出する光源8を設けるとともに、図示省略した透明部材の代わりに円環状の蛍光体及び円環状の蛍光カットフィルタを設けて、可視光を照明光として用いる内視鏡における照明光照射構造としてもよい。その場合には、第一実施形態の照明光照射構造と同様の効果が得られる。
The effect similar to that of the illumination light irradiation structure of the seventh embodiment is also obtained by the illumination light irradiation structure of the eleventh embodiment.
In addition, in place of the
第十二実施形態
図23は本発明の第十二実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の要部説明図であって、照射手段の光学構成を概略的に示す説明図である。
第十二実施形態の照明光照射構造は、第十一実施形態の照明光照射構造の変形例であり、第十一実施形態における反射部材9”’の代わりに、光源8’及び照明光学系4を対物光学系(図示省略)の光軸に対して環状に複数組配置し、各光源8’から発した夫々の光が、対物光学系の入射瞳と共役な瞳の外周を通るように構成されている。夫々の光源8’及び照明光学系4の光軸は、対物光学系(図示省略)の光軸に対して平行に配置されている。
その他の構成は、第十一実施形態の照明光照射構造と略同じである。
Twelfth Embodiment FIG. 23 is an explanatory view of a main part of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a twelfth embodiment of the present invention, and schematically shows an optical configuration of irradiation means. is there.
The illumination light irradiation structure of the twelfth embodiment is a modification of the illumination light irradiation structure of the eleventh embodiment, and instead of the reflecting
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the eleventh embodiment.
このように構成された第十二実施形態の照明光照射構造によれば、第十一実施形態の内視鏡照射構造と同様な効果が得られる。
なお、第十二実施形態の照明光照射構造における可視光を射出する光源8’の代わりに、励起光を射出する光源8を設けるとともに、図示省略した透明部材の代わりに円環状の蛍光体及び円環状の蛍光カットフィルタを設けて、可視光を照明光として用いる内視鏡における照明光照射構造としてもよい。その場合には、第一実施形態の照明光照射構造と同様の効果が得られる。
According to the illumination light irradiation structure of the twelfth embodiment configured as described above, the same effect as that of the endoscope irradiation structure of the eleventh embodiment can be obtained.
In addition, instead of the
第十三実施形態
図24は本発明の第十三実施形態にかかる照明光照射構造を備えた内視鏡の要部説明図であって、対物光学系及び像伝送光学系の光学構成を概略的に示す説明図である。
第十三実施形態の照明光照射構造は、第八実施形態の照明光照射構造の変形例であって、像伝送光学系2を構成するセルフォックレンズの外周部に低屈折率のクラッド層21を備えている。
また、第十三実施形態の照明光照射構造では、対物光学系1における最も物体側の面には図18に示した円環状の散乱体7’、円柱状の透明部材11、遮光部材12等を備えない構成となっている。即ち、第十三実施形態の照明光照射構造では、図示省略した可視光を射出する光源からの光は、像伝送光光学系2を介して対物光学系1の最も物体側の面における外側環状領域から出射し、照明に用いられる。
その他の構成は、第八実施形態の照明光照射構造と略同じである、
Thirteenth Embodiment FIG. 24 is an explanatory view of a main part of an endoscope provided with an illumination light irradiation structure according to a thirteenth embodiment of the present invention, and schematically shows the optical configuration of an objective optical system and an image transmission optical system. FIG.
The illumination light irradiation structure of the thirteenth embodiment is a modification of the illumination light irradiation structure of the eighth embodiment, and the
Further, in the illumination light irradiation structure of the thirteenth embodiment, on the most object side surface in the objective
Other configurations are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the eighth embodiment.
このように構成された第十三実施形態の照明光照射構造によれば、像伝送光学系2を構成するセルフォックレンズの外周部に低屈折率のクラッド層21を備えたので、セルフォックレンズに入射した光が低屈折率のクラッド層21で全反射し易くなり、よりフレアのない明るい光を供給し易くなる。また、セルフォックレンズの外周部にクラッド層21を備えたことにより、セルフォックレンズの強度が強くなり折れ難くなる。
その他の効果は、第八実施形態の照明光照射構造と略同じである。
なお、第十三実施形態の照明光照射構造における可視光を射出する光源8’の代わりに、励起光を射出する光源8を設けるとともに、図示省略した透明部材の代わりに円環状の蛍光体及び円環状の蛍光カットフィルタを設けて、可視光を照明光として用いる内視鏡における照明光照射構造としてもよい。その場合には、第三実施形態の照明光照射構造と同様の効果が得られる。
According to the illumination light irradiation structure of the thirteenth embodiment configured as described above, since the low refractive
Other effects are substantially the same as the illumination light irradiation structure of the eighth embodiment.
In addition, instead of the
その他、上記各実施形態では、照明光照射構造を像伝送光学系を備えた内視鏡に用いたが、例えば、先端に対物光学系とCCD等の撮像素子を内蔵したビデオ内視鏡など、像伝送光学系を備えない内視鏡においても、本発明の照明光照射構造は適用可能である。
また、上記各実施形態では、照明光照射構造を内視鏡に備えたが、本発明の照明光照射構造は、内視鏡に限定されるものではなく、観察系の先端部が極細に形成され、かつ照明系の出射端が観察系の先端部近傍に配置される光学装置であれば、どのような装置にも適用可能である。
In addition, in each of the above embodiments, the illumination light irradiation structure is used for an endoscope having an image transmission optical system.For example, a video endoscope having an objective optical system and an image pickup device such as a CCD built in the tip, etc. The illumination light irradiation structure of the present invention can also be applied to an endoscope that does not include an image transmission optical system.
In each of the above embodiments, the illumination light irradiation structure is provided in the endoscope. However, the illumination light irradiation structure of the present invention is not limited to the endoscope, and the distal end portion of the observation system is extremely thin. In addition, the present invention can be applied to any device as long as it is an optical device in which the exit end of the illumination system is disposed near the tip of the observation system.
1 対物光学系
1a,1b,2a 接合レンズ
2 像伝送光学系
3,5 結像光学系
4,4’,4” 照明光学系
6 撮像素子
7 蛍光体
7’ 散乱体
8,8’ 光源
9 照射手段(反射鏡)
9a 開口部
9b 反射面
9’ ハーフミラー
9” バリアフィルタ
9”’ 反射部材
9a”’ 反射面
9b”’ 光源配置穴
91’,92’ 反射鏡
91a’,92a’ 反射面
10 蛍光カットフィルタ
10a 透明部材
10a1 透明部材の一方の面
10b 被膜
11 透明部材
12 遮光部材
13 照明部
14 波長選択部材
15 透明部材
16 凹レンズ
17 凸レンズ
20a 鏡筒先端部
20b,20c 格納部
21 低屈折率のクラッド層
50,60 内視鏡の先端
51,61 観察系
52a,52b LED
62 ライトガイド
E1 対物光学系1の入射瞳
E2 入射瞳E1と共役な瞳
DESCRIPTION OF
62 Light guide E1 Entrance pupil E2 of objective
Claims (51)
前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置された波長変換素子と、
前記波長変換素子で波長変換されるための光を発する光源と、
前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記波長変換素子に照射させる照射手段を有することを特徴とする照明光照射構造。 An illumination light irradiation structure for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device provided with an objective optical system inside a lens barrel formed with an elongated tip.
A wavelength conversion element disposed near the entrance pupil position of the objective optical system;
A light source that emits light for wavelength conversion by the wavelength conversion element;
An illumination light irradiation structure comprising irradiation means for irradiating the wavelength conversion element with light emitted from the light source through the objective optical system.
前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置された蛍光体と、
前記蛍光体を励起するための光を発する光源と、
前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記蛍光体に照射させる照射手段を有することを特徴とする照明光照射構造。 An illumination light irradiation structure for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device provided with an objective optical system inside a lens barrel formed with an elongated tip.
A phosphor disposed in the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system;
A light source that emits light for exciting the phosphor;
An illumination light irradiation structure comprising irradiation means for irradiating the phosphor with light emitted from the light source through the objective optical system.
前記照射手段が、前記セルフォックレンズの光軸に対し傾斜した光軸を有する照明光学系からなり、前記光源から発した励起光が前記セルフォックレンズの入射面に斜めに入射することを特徴とする請求項12に記載の照明光照射構造。 The image transmission optical system is composed of a SELFOC lens,
The irradiating means comprises an illumination optical system having an optical axis inclined with respect to the optical axis of the Selfoc lens, and the excitation light emitted from the light source is incident on the incident surface of the Selfoc lens obliquely. The illumination light irradiation structure according to claim 12.
前記蛍光体と前記蛍光カットフィルタとの間に、前記蛍光体と略同じ大きさの内径及び外径を持つ円環状に形成された透明部材を設け、さらに、
前記透明部材の内部に、物体側から順に凹レンズと凸レンズを備えたことを特徴とする請求項2に記載の照明光照射構造。 In the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system, the inner diameter is smaller than the inner diameter of the phosphor and the outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the phosphor. A fluorescence cut filter having a characteristic of blocking fluorescence emitted from the body;
Between the phosphor and the fluorescence cut filter, provided a transparent member formed in an annular shape having an inner diameter and an outer diameter substantially the same size as the phosphor,
The illumination light irradiation structure according to claim 2, further comprising a concave lens and a convex lens in order from the object side inside the transparent member.
前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置され、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の蛍光体と、
前記蛍光体を励起するための光を発する光源と、
前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記蛍光体に照射させる照射手段を有することを特徴とする照明光照射構造。 An illumination light irradiation structure for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device provided with an objective optical system inside a lens barrel formed with an elongated tip.
Arranged near the entrance pupil position of the objective optical system, the inner diameter is equal to or larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system, and the outer diameter is substantially the same as the lens having the largest diameter in the objective optical system. An annular phosphor,
A light source that emits light for exciting the phosphor;
An illumination light irradiation structure comprising irradiation means for irradiating the phosphor with light emitted from the light source through the objective optical system.
前記照射手段が、前記光源から発した光のうち前記反射鏡の外周を通る光が前記対物光学系を経て前記蛍光体に照射するように構成されていることを特徴とする請求項21に記載の照明光照射構造。 Reflected in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system, and having a diameter approximately equal to the diameter of the entrance pupil and the conjugate pupil of the objective optical system in the obliquely arranged state A reflector having a surface,
The said irradiation means is comprised so that the light which passes along the outer periphery of the said reflective mirror among the lights emitted from the said light source may be irradiated to the said fluorescent substance through the said objective optical system. Illumination light irradiation structure.
前記照射手段が、前記セルフォックレンズの光軸に対し傾斜した光軸を有する照明光学系からなり、前記光源から発した励起光が前記セルフォックレンズの入射面に斜めに入射することを特徴とする請求項32に記載の照明光照射構造。 The image transmission optical system is composed of a SELFOC lens,
The irradiating means comprises an illumination optical system having an optical axis inclined with respect to the optical axis of the Selfoc lens, and the excitation light emitted from the light source is incident on the incident surface of the Selfoc lens obliquely. The illumination light irradiation structure according to claim 32.
前記蛍光体と前記蛍光カットフィルタとの間に、前記蛍光体と略同じ大きさの内径及び外径を持つ円環状に形成された透明部材を設け、さらに、
前記透明部材の内部に、物体側から順に凹レンズと凸レンズを備えたことを特徴とする請求項21に記載の照明光照射構造。 In the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system, the inner diameter is smaller than the inner diameter of the phosphor and the outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the phosphor. A fluorescence cut filter having a characteristic of blocking fluorescence emitted from the body;
Between the phosphor and the fluorescence cut filter, provided a transparent member formed in an annular shape having an inner diameter and an outer diameter substantially the same size as the phosphor,
The illumination light irradiation structure according to claim 21, wherein a concave lens and a convex lens are provided in the transparent member in order from the object side.
光源と、
前記光源から発した光を前記対物光学系を経て、該対物光学系の入射瞳位置近傍において、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の領域に照射させる照射手段を有することを特徴とする照明光照射構造。 An illumination light irradiation structure for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device provided with an objective optical system inside a lens barrel formed with an elongated tip.
A light source;
Light emitted from the light source passes through the objective optical system, has an inner diameter larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system, and an outer diameter of the objective optical system in the vicinity of the entrance pupil position of the objective optical system. An illumination light irradiating structure comprising an irradiating means for irradiating an annular region having substantially the same size as the lens having the largest diameter in FIG.
前記対物光学系の入射瞳位置近傍に配置され、内径が該対物光学系の入射瞳の径以上の大きさで、かつ外径が該対物光学系において最も径の大きいレンズと略同じ大きさの円環状の散乱体と、
光源と、
前記光源から発した光を前記対物光学系を経て前記散乱体に照射させる照射手段を有することを特徴とする照明光照射構造。 An illumination light irradiation structure for irradiating an observation object with illumination light in an observation optical device provided with an objective optical system inside a lens barrel formed with an elongated tip.
Arranged near the entrance pupil position of the objective optical system, the inner diameter is equal to or larger than the diameter of the entrance pupil of the objective optical system, and the outer diameter is substantially the same as the lens having the largest diameter in the objective optical system. An annular scatterer;
A light source;
An illumination light irradiation structure comprising irradiation means for irradiating the scatterer with light emitted from the light source through the objective optical system.
前記照射手段が、前記光源から発した光のうち前記反射鏡の外周を通る光が前記対物光学系を経て前記円環状の領域に照射するように構成されていることを特徴とする請求項40に記載の照明光照射構造。 Reflected in the vicinity of the pupil position conjugate with the entrance pupil of the objective optical system, and having a diameter approximately equal to the diameter of the entrance pupil and the conjugate pupil of the objective optical system in the obliquely arranged state A reflector having a surface,
41. The irradiation unit is configured so that light passing through the outer periphery of the reflecting mirror out of light emitted from the light source irradiates the annular region through the objective optical system. Illumination light irradiation structure as described in 2.
前記照射手段が、前記セルフォックレンズの光軸に対し傾斜した光軸を有する照明光学系からなり、前記光源から発した光が前記セルフォックレンズの入射面に斜めに入射することを特徴とする請求項46に記載の照明光照射構造。 The image transmission optical system is composed of a SELFOC lens,
The irradiating means includes an illumination optical system having an optical axis inclined with respect to the optical axis of the Selfoc lens, and light emitted from the light source is incident on the incident surface of the Selfoc lens obliquely. The illumination light irradiation structure according to claim 46.
前記セルフォックレンズが、その外周部に低屈折率のクラッド層を備えたことを特徴とする請求項12、32、46のいずれかに記載の照明光照射構造。 The image transmission optical system is composed of a SELFOC lens,
The illumination light irradiation structure according to any one of claims 12, 32, and 46, wherein the Selfoc lens includes a cladding layer having a low refractive index on an outer peripheral portion thereof.
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