JP2009226035A - 内視鏡の照明レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡の照明レンズにおいて、接着剤が正レンズ面側に回り込むのを防止して正レンズ面の全面を有効径として用いる。
【解決手段】照明レンズ１１は、正レンズ面１１ａを有しており、側面１１ｃにおいて先端部材２０の貫通孔２１に接着剤を用いて固定されている。照明レンズ１１は、正レンズ面１１ａに入射された光が通過する光路領域１１Ｘと、側面１１ｃ側に形成された非光路領域１１Ｙとを有しており、側面１１ｃに接着だまりとして機能する溝１１ｄが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡の先端に設けられた被写体に照射光を照射する照明窓を構成する内視鏡の照明レンズに関するものである。

内視鏡において、体腔内の被写体に対し適切な照度分布で照射光を照射するために、広角な内視鏡用照明光学系が用いられている（たとえば特許文献１−３参照）。特許文献１、２において、１面が非球面である正レンズを含み、非球面が正レンズ中心から外周側に向かうにつれて曲率が弱くなるように形成された照明レンズが開示されている。この照明レンズは、レンズにおける光量ロスが少なく、広角で良好な照度分布を３枚のレンズを用いた場合と同等の性能を１枚の照明レンズで得ることができる。

また、特許文献３において、外周壁面に円周溝を設け鏡面加工することにより滑面が設けられており、円周溝により外周壁面と先端部材との間に空気層を形成した配光レンズが開示されている。この照明レンズは、配光レンズの凹面に入射され外周壁面側に拡散された光を滑面において全反射して光の広角な照射を行うことができる。

ところで、上述したような照明レンズを先端部材に内視鏡先端に取り付ける際、たとえば照明レンズと先端部材との間に接着剤を塗布することにより行われる。特に、特許文献４においては、接着剤が照明レンズの有効径内に回り込むのを防止するために、照明レンズを嵌め込む穴の底面に隙間を設けた構造が開示されている。
特開平５−１１９２７２号公報 特開平５−１５７９６７号公報 特開２００２−７８６７２号公報 特開２００５−７４０１５号公報

特許文献１、２に示すような照明レンズを用いる場合にも、特許文献４に示すように照明レンズの側面において先端部材に対し接着剤を用いて固定することが考えられる。しかし、接着剤の量のコントロールが困難であり、接着剤が正レンズ面に回り込んでしまうことにより光量ロスが生じる場合があるという問題がある。特に、特許文献１、２の照明レンズは貫通孔に固定されるものであるため、特許文献４に示すような底面に接着剤が回り込むための隙間を設けることができないという問題がある。

そこで、本発明は、接着剤が正レンズ面側に回り込むのを防止して正レンズ面の全面を有効径として用いることができる内視鏡の照明レンズを提供することを目的とするものである。

本発明の内視鏡の照明レンズは、正レンズ面を有し側面において先端部材の貫通孔に接着剤を用いて固定される内視鏡の照明レンズであって、正レンズ面に入射された光が通過する光路領域と、側面側に形成された非光路領域とを有するものであり、側面の非光路領域に接着剤が充填される溝が形成されていることを特徴とするものである。

ここで、照明レンズは少なくとも１面に正レンズ面を有するものであればよいが、光軸から径方向に行くにしたがい近似曲率よりも曲率が弱くなるような非球面の正レンズ面を有している照明レンズであることが好ましい。

なお、溝は側面に形成されたものであればその形状は問わずたとえばＵ字状に形成されていてもよいし矩形状に形成されていても良いし、流線形状に形成されたものであってもよい。また、溝は接着剤が充填される接着だまりとして機能するものであればよく、たとえば先端部材に照明レンズを取り付ける際、予め溝に接着剤を塗布した照明レンズを貫通孔に挿入しても良いし、照明レンズを貫通孔に挿入した後に側面に接着剤を注入し溝が接着だまりとして機能するようにしてもよい。

また、溝は非光路領域内であればどのような深さであっても良く、この非光路領域は正レンズ面の曲率、径、全長等によって一義的に定まる。

本発明の内視鏡の照明レンズによれば、レンズ面を有し側面において先端部材の貫通孔に接着剤を用いて固定される内視鏡の照明レンズであって、正レンズ面に入射された光が通過する光路領域と、側面側に形成された非光路領域とを有するものであり、側面の非光路領域に接着剤が充填される溝が形成されていることにより、接着剤が溝に蓄積されるため、正レンズ面側まで接着剤が回り込むのを防止することができるため、照明レンズの正レンズ面が遮られることなく全面を有効径として利用することができ、照明レンズでの光量ロスが生じるのを防止することができる。

なお、側面が略円柱状に形成されており、前記溝が前記側面の円周に沿ってリング状に形成されているとき、正レンズ面側の全周にわたり接着剤が回り込むのを確実に防止することができる。

また、溝が光軸方向に向かって流線形状に形成されていれば、溝内に接着剤が流入されやすくなり、正レンズ面側に接着剤が回り込むのを確実に防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の先端光学系が用いられた内視鏡挿入部の好ましい実施形態を示す模式図である。図１の内視鏡１は、本体部２Ａに体腔内に挿入される挿入部２Ｂを取り付けた構造を有している。本体部２Ａには、内視鏡本体に光学的および電気的に接続されたケーブル３と、送風・送水ボタン、吸引ボタン、シャッターボタン等からなるボタン群６と、歪曲部５を湾曲操作するためのアングルノブ７とが設けられている。一方、挿入部２Ｂは、本体部２Ａから延びる軟性部４と、軟性部４に接続されたアングルノブ７の操作により歪曲する歪曲部５と、歪曲部５の先端に設けられた先端部１０とを有している。そして、アングルノブ７の操作により先端部１０を観察部位がある所望の方向に向けることが可能になる。

図２は内視鏡装置における先端部１０の一例を示す模式図、図３は先端部１０における照明窓の一例を示す断面図である。図２において、先端部１０には照明レンズ１１、１１、対物レンズ１２、鉗子口１３が設けられている。照明レンズ１１、１１は、光源から射出されライトガイド３０を導波した照明光が射出されるものであって照明窓を構成している。対物レンズ１２は、被写体を撮像した光を結像するものであり、結像された被写体像は図示しないＣＣＤ等の撮像素子を用いて内視鏡画像が取得される。鉗子口１３の内部には処置具が挿通されており、先端部１０から処置具が突出する構成を有している。

図３において、先端部１０は略円柱状に形成された先端部材２０と、たとえば金属製の部材からなる先端部材２０に固定された先端キャップ１０ａとを有している。このうち、照明レンズ１１は、先端部材２０に形成された貫通孔２１内に収容されており、先端部材２０に対し接着剤およびカシメられることにより固定されている。また、貫通孔２１にはたとえば光ファイババンドルからなるライトガイド３０が口金３１を用いて固定されている。

照明レンズ１１は、光が入射される非球面の正レンズ面１１ａと、正レンズ面１１ａに入射された光を外部に射出する射出面１１ｂとを備えており、正レンズ面１１ａと射出面１１ｂとの間には略円柱状の側面１１ｃが形成されている。この正レンズ面１１ａは、光軸から照明レンズ１１の径方向に向かうにつれて近似曲率よりも曲率が弱くなるような非曲面形状を有している。具体的には、正レンズ面１１ａは、照明レンズ１１の中心（ライトガイド３０の中心）からの入射光線高をｈ、焦点距離をｆ、射出面１１ｂからの射出角をθとしたとき、ｈ＝ｆ・θ（ｈ＝ｆ・ｓｉｎθ）になるように形成されている。これにより、体腔内に存在する球面状もしくは管腔状の被写体に対して適正な照度分布の照明光を照射することができる。なお、照明レンズ１１の詳細は特開平５−１１９２７２号公報に記載されている。一方、貫通孔２１内にはたとえば光ファイババンドルからなるライトガイド３０が挿入されており、ライトガイド３０は正レンズ面１１ａに対し当接した状態もしくは僅かに離した状態で貫通孔２１内に固定されている。

ここで、図４に示すように、ライトガイド３０から射出した光は照明レンズ１１の正レンズ面１１ａに入射され、正レンズ面１１ａにおいてその位置に応じて異なる角度で屈折して射出面１１ｂに入射され、射出面１１ｂから被写体へ射出される。ライトガイド３０から射出された光が照明レンズ１１に入射されるまでの空間には、光を遮光する遮光領域が存在しない。したがって正レンズ面１１ａのほぼ全面を有効径として用いることができる。

ところで、照明レンズ１１は先端部材２０の貫通孔２１内に位置決めし接着剤等により固定する必要がある。ここで、接着剤の量が多い場合、側面から正レンズ面１１ａ側にはみ出してしまい、正レンズ面１１ａの外周縁部分が遮光領域になってしまう。一方、接着剤の塗布量を制御するのは困難であるという問題がある。そこで、図３および図４に示すように、側面１１ｃに接着だまりとして機能する溝１１ｄが形成されている。

この溝１１ｄは照明レンズ１１のうち光が通過しない非光路領域１１Ｙに形成されている。すなわち、図４に示すように、照明レンズ１１には正レンズ面１１ａから入射された光が光射出面１１ｂまでの光路となる光路領域１１Ｘと側面１１ｃ側に形成された光が通過しない非光路領域１１Ｙが形成されている。このうち、溝１１ｄは非光路領域１１Ｙに形成されているため、たとえば特開２００２−７８６７２号公報とは異なり射出面１１ｂから射出される光には何ら寄与しない。なお、光路領域１１Ｘと非光路領域１１Ｙとは、正レンズ面１１ａの曲率、照明レンズ１１の径、長さ等によって一義的に定まる。

また、溝１１ｄは略円柱状に形成された側面１１ｃに沿ってリング状に形成されているとともに、軸方向に向かって流線形状になるように形成されている。したがって、溝１１ｄの部分において、照明レンズ１１と先端部材２０との間には空間が形成されることになる。そして、照明レンズ１１と先端部材２０との間に接着剤が塗布されたとき、溝１１ｄ内に接着剤が充填され接着剤層が形成されることになる。なお、溝１１ｄ内の一部に接着剤層が形成されていれば良く、溝１１ｄ内のすべての空間に接着剤が充填されることは問わない。

これにより、側面１１ｃに塗布する接着剤が所定の量よりも多くなってしまった場合であっても、溝１１ｄに充填され、正レンズ面１１ａ側に流れ込むのを防止することができる。特に、溝１１ｄが流線形状に形成されているため、接着剤が射出面１１ｂから正レンズ面１１ａに向かって流れたときに、接着剤が側面１１ｃに沿って流すことが可能になり、溝１１ｄ内に確実に接着剤を流入させることができる。

また、接着だまりを貫通孔１１側に設けることも考えられるが、貫通孔１１側への溝の形成加工は難しく、接着だまりが外側にできる分だけ先端部１０における照明光学系が占める面積が大きくなってしまい内視鏡の細径化には不向きであるという問題がある。一方、図３および図４に示すように照明レンズ１１側に溝１１ｄを設けることにより、加工が容易で内視鏡の細径化を可能にすることができる。さらに、接着剤の塗布量の微妙なコントロールが不要になるため、製造する際の工数の削減することができるとともに、歩留まりを向上させることができる。

上記実施の形態によれば、正レンズ面１１ａを有し側面１１ｃにおいて先端部材２０の貫通孔２１に接着剤を用いて固定される内視鏡の照明レンズ１１であって、正レンズ面１１ａに入射された光が通過する光路領域１１Ｘと、側面１１ｃ側に形成された非光路領域１１Ｙとを有するものであり、側面１１ｃの非光路領域１１Ｙに接着剤が充填される溝１１ｄが形成されていることにより、接着剤が溝に蓄積されるため、正レンズ面１１ａ側まで接着剤が回り込むのを防止することができるため、照明レンズ１１の正レンズ面１１ａが遮られることなく全面を有効径として利用することができ、照明レンズ１１での光量ロスが生じるのを防止することができる。

また、図３および図４に示すように、側面１１ｃが略円柱状に形成されており、溝１１ｄが側面１１ｃの円周に沿ってリング状に形成されているとき、正レンズ面１１ａ側の全周にわたり接着剤が回り込むのを確実に防止することができる。

また、溝１１ｄが光軸方向に向かって流線形状に形成されていれば、溝１１ｄ内に接着剤が流入されやすくなり、正レンズ面１１ａ側に接着剤が回り込むのを確実に防止することができる。

本発明の実施形態は上記実施の形態に限定されない。たとえば図３および図４において
溝１１ｄがリング状に形成されている場合について例示しているが、側面１１ｃに沿ってスパイラル状に形成されていても良い。また、溝１１ｄの断面が流線形状を有する場合について例示しているが、矩形状に形成されたものであってもよい。

さらに、上記実施の形態において、正レンズ面１１ａと平坦な射出面１１ｂとを有する照明レンズ１１について例示しているが、少なくとも一方の面に正レンズ面１１ａを有するものであれば、いずれのレンズ形状の照明レンズ１１についても適用することができる。

本発明の照明光学系が用いられる内視鏡の好ましい実施の形態を示す模式図 図１の内視鏡の先端部の一例を示す模式図 本発明の照明光学系の好ましい実施形態を示す断面図 図３のライトガイドから射出した光の光路の一例を示す模式図

符号の説明

１ 内視鏡
１１ 照明レンズ
１１ａ 正レンズ面
１１ｂ 射出面
１１ｃ 側面
１１ｄ 溝
１１Ｘ 光路領域
１１Ｙ 非光路領域
２０ 先端部材
２１ 貫通孔
３０ ライトガイド

Claims (3)

1. 正レンズ面を有し側面において先端部材の貫通孔に接着剤を用いて固定される内視鏡の照明レンズであって、
   前記正レンズ面に入射された光が通過する光路領域と、前記側面側に形成された非光路領域とを有するものであり、
   前記側面の前記非光路領域に接着剤が充填される溝が形成されていることを特徴とする内視鏡の照明レンズ。
2. 前記側面が略円柱状に形成されており、前記溝が前記側面の円周に沿ってリング状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡の照明レンズ。
3. 前記溝が光軸方向に向かって流線形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡の照明レンズ。

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