JP2015112389A - Device for endoscope and endoscope - Google Patents

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佳史 村田
Keishi Murata
佳史 村田
誉貴 明石
Yoshitaka Akashi
誉貴 明石
一雄 飯嶋
Kazuo Iijima
一雄 飯嶋
高田 直幸
Naoyuki Takada
直幸 高田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for endoscopes and an endoscope capable of distributing light in response to distortion correction.SOLUTION: A device (100, 300, 500, or 600) for endoscopes includes: an insertion part (2); a bending part (1) to be connected to the insertion part (2); an imaging optical system (10) capable of correcting distortion characteristics of a captured image; forward illumination optical systems (31, 32, 33, and 5); rearward illumination optical systems (41, 42, 43, 44, 48, and 49) provided at a position closer to the bending part (1) side than the forward illumination optical systems (31, 32, 33, and 5). The forward illumination optical systems (31, 32, 33, and 5) and the rearward illumination optical systems (41, 42, 43, 44, 48, and 49) independently control light quantities to be emitted. The rearward illumination optical systems (41, 42, 43, 44, 48, and 49) emit illumination light so as to illuminate outside a projection area (Z1) of the insertion part (2) in a visual field (F) of the imaging optical system (10).

Description

本発明は内視鏡用装置及び内視鏡に関する。   The present invention relates to an endoscope apparatus and an endoscope.

照明部を有する内視鏡が利用されている。   An endoscope having an illumination unit is used.

例えば、特許文献1では、複数の照明部を有し、それぞれ照明光の強度を独立して制御する内視鏡が開示されている。このような内視鏡によれば、被検体の内部の形状に応じて、照明光を出射することができる。   For example, Patent Document 1 discloses an endoscope that has a plurality of illumination units and independently controls the intensity of illumination light. According to such an endoscope, illumination light can be emitted according to the shape inside the subject.

特開2012−147882号公報JP 2012-147882 A

ところで、ディストーション補正に応じた配光を得ることのできる内視鏡用装置及び内視鏡が求められている。   Incidentally, there is a need for an endoscope device and an endoscope that can obtain light distribution according to distortion correction.

ここで、所定の画像についてディストーション補正を行った際に生じる現象の一例について説明する。例えば、図13に示すように、内視鏡900は、挿入部901から前方に向かって、照明光を出射する。照明光は、撮像面F0において出射軸C9を中心とする略円状の領域D1、D2、D3、D4を照らす。領域D1、D2、D3、D4の順に直径がだんだんと大きくなる。領域D1、D2、D3、D4では、出射軸C9からの距離に応じて、照度が減少する。ここで、内視鏡900が撮像した画像I1についてディストーション補正を行わないまま、表示装置の画面に映す。すると、図14に示すように、画面には、領域D1、D2、D3及びD4が中心Cから膨張するように歪んだ画像I1が映し出される。   Here, an example of a phenomenon that occurs when distortion correction is performed on a predetermined image will be described. For example, as shown in FIG. 13, the endoscope 900 emits illumination light forward from the insertion portion 901. The illumination light illuminates substantially circular regions D1, D2, D3, and D4 centering on the emission axis C9 on the imaging surface F0. The diameter gradually increases in the order of the regions D1, D2, D3, and D4. In the regions D1, D2, D3, and D4, the illuminance decreases according to the distance from the emission axis C9. Here, the image I1 captured by the endoscope 900 is displayed on the screen of the display device without performing distortion correction. Then, as shown in FIG. 14, the image I1 distorted so that the areas D1, D2, D3, and D4 expand from the center C is displayed on the screen.

続いて、画像についてディストーション補正を画像I1について行う。すると、図15に示すように、画像I1(図14参照)における領域D1、D2、D3及びD4の外縁が中心Cに近づくように、歪みが補正されて、画像I2が画面に映し出される。従って、画像I2において、画面の中央にある領域D1は縮小し、画面の周辺にある領域、例えば領域D4は広がったように映し出される。   Subsequently, distortion correction is performed on the image I1. Then, as shown in FIG. 15, the distortion is corrected so that the outer edges of the regions D1, D2, D3, and D4 in the image I1 (see FIG. 14) approach the center C, and the image I2 is displayed on the screen. Accordingly, in the image I2, the area D1 at the center of the screen is reduced, and the area at the periphery of the screen, for example, the area D4 is projected as if it has been expanded.

ここで、撮像面F0の周辺の領域では、撮像面F0の中央近傍の領域と比較して、照度がコサイン4乗則に比例して低下している。即ち、領域D1に対し領域D2、D3、D4は順次照度が下がったものとなっている。ゆえに、領域D1が相対的に小さくなり、領域D2、D3、D4が相対的に大きくなることで、ディストーション補正によって画面の暗い領域が増え、配光が悪化した印象を使用者に与えてしまう。   Here, in the area around the imaging surface F0, the illuminance decreases in proportion to the cosine fourth law as compared to the area near the center of the imaging surface F0. That is, the illuminance decreases in the regions D2, D3, and D4 sequentially with respect to the region D1. Therefore, the region D1 becomes relatively small, and the regions D2, D3, and D4 become relatively large. As a result, the dark region of the screen increases due to distortion correction, giving the user the impression that the light distribution has deteriorated.

これを、照明光の光量増大により解決することはできない。なぜなら画像I2における周辺の領域に対し十分な照度が得られるようにすれば、中心の領域D1は光量過剰により白飛び(ハレーション)してしまうためである。これにより、使用者は画像の中心と周辺を観察する際に都度照明の切り替えを行わなければならず、使用者にとって非常に負担の大きいものとなる。   This cannot be solved by increasing the amount of illumination light. This is because if the sufficient illuminance is obtained for the peripheral region in the image I2, the central region D1 is over-exposed (halated) due to excessive light quantity. As a result, the user must switch the illumination each time the center and the periphery of the image are observed, which is very burdensome for the user.

また上記の問題は、特許文献1に開示される内視鏡の構成で、画像の周辺にある領域が画像の中心にある領域に対して相対的に強い照明光を用い、解決することもできない。なぜなら、ディストーション補正により照度が落ちたと感じる画像周辺部分を、ディストーション補正前と同等に保とうとして上記照明を発光させれば、画像中心部分が伴って明るくなり、画像周辺部分が明るくなるより先に画像中心が白飛びしてしまうためである。   In addition, the above-described problem cannot be solved with the configuration of the endoscope disclosed in Patent Document 1 by using relatively strong illumination light in which the area around the image is relatively stronger than the area at the center of the image. . This is because if the above-mentioned illumination is emitted in order to keep the peripheral area of the image where the illuminance has been reduced by the distortion correction to the same level as before the distortion correction, the central area of the image becomes brighter and the peripheral area of the image becomes brighter. This is because the center of the image is skipped.

このことを具体的に説明すれば次のようになる。例えば通常内視鏡で用いられるような、半画角75°、fsinθのディストーションを持つ対物レンズを考える。即ち、対物レンズの焦点距離をf、画像中心からの像高をh、その像高における主光線の入射角度をθとする。この光学系では、h=fsinθが成り立つ。その位置での画像中心に対する照度比En(h)はコサイン4乗則に従って
En(h)=cos(sin−1(h/f))
と表される。一方、これをディストーションが無いように完全補正したとすれば、その照度比En(h)は、Ec(h)に変化する。画角から決まる定数をAとすると、照度比Ec(h)は、
Ec(h)=cos(tan−1(Ah/f))
と表される。
これら照度比En(h)及びEc(h)を、それぞれ像高比と照度比を軸にとって関係を図示すると図16のようになる。
This will be explained in detail as follows. For example, consider an objective lens having a half field angle of 75 ° and a distortion of fsinθ as used in a normal endoscope. That is, the focal length of the objective lens is f, the image height from the image center is h, and the incident angle of the principal ray at the image height is θ. In this optical system, h = fsinθ holds. The illuminance ratio En (h) with respect to the center of the image at that position is En (h) = cos 4 (sin −1 (h / f)) according to the cosine fourth law.
It is expressed. On the other hand, if this is completely corrected so that there is no distortion, the illuminance ratio En (h) changes to Ec (h). If the constant determined from the angle of view is A, the illuminance ratio Ec (h) is
Ec (h) = cos 4 (tan −1 (Ah / f))
It is expressed.
FIG. 16 shows the relationship between the illuminance ratios En (h) and Ec (h) with the image height ratio and the illuminance ratio as axes.

この図16から、ディストーション補正により画像周辺部分の照度向上に対して画像中心部分の照度向上が非常に大きく表れるということが分かる。つまり、特許文献1に開示される内視鏡の構成で画像周辺部分を照明しようとしても、画像周辺部分の照度向上よりも画像中心部分の照度向上の方が顕著に表れてしまい、結局画像周辺部分が暗いという問題を解決することはできないのである。   It can be seen from FIG. 16 that the improvement in illuminance at the center portion of the image appears significantly greater than the improvement in illuminance at the peripheral portion of the image by distortion correction. In other words, even if an attempt is made to illuminate the peripheral portion of the image with the configuration of the endoscope disclosed in Patent Document 1, the illuminance improvement in the central portion of the image appears more significantly than the illuminance improvement in the peripheral portion of the image, and eventually the periphery of the image The problem of darkness cannot be solved.

本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、ディストーション補正に応じた配光を得ることのできる内視鏡用装置及び内視鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made against the background described above, and an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus and endoscope that can obtain light distribution according to distortion correction.

本発明にかかる内視鏡用装置は、
被検体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に連結される湾曲部と、
撮像した画像の歪曲特性を補正可能な撮像光学系と、
前記挿入部の先端部(例えば、一端部)に設けられた前方照明光学系と、
前記前方照明光学系よりも前記湾曲部に近い位置に設けられた後方照明光学系と、を備え、
前記前方照明光学系及び前記後方照明光学系が、出射する光量を独立に制御し、
前記後方照明光学系は、前記撮像光学系の視野内において、前記挿入部の射影領域の外側を照射するように、照明光を出射する。
An endoscopic device according to the present invention includes:
An insertion part to be inserted into the subject;
A bending portion coupled to the insertion portion;
An imaging optical system capable of correcting distortion characteristics of the captured image;
A front illumination optical system provided at a distal end portion (for example, one end portion) of the insertion portion;
A rear illumination optical system provided at a position closer to the curved portion than the front illumination optical system, and
The front illumination optical system and the rear illumination optical system independently control the amount of light emitted,
The rear illumination optical system emits illumination light so as to irradiate the outside of the projection area of the insertion portion within the field of view of the imaging optical system.

このような構成によれば、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。   According to such a configuration, light distribution according to distortion correction can be performed.

また、前記前方照明光学系が前記撮像光学系の視野内において照射する領域を照射領域(例えば、領域Z2)とすると、前記後方照明部の出射軸が、前記照射領域の内側を通過することを特徴としてもよい。また、前記撮像光学系は対物レンズを含み、前記対物レンズの半画角をωとし、撮像対象と前記先端部との距離をdとし、前記後方照明学系が前記照明光を出射すると、前記撮像対象における撮像面内において、前記対物レンズの光軸から、照度が最大となる位置までの距離をΔ(d)とし、前記対物レンズの最高解像力が得られる観察距離をdNとすると、
で表される式を満たすことを特徴としてもよい。また、観察距離dNの面内Δ(dN)において、前記前方照明光学系による照度をIfと、前記後方照明光学系による照度をIbとすると、2≦Ib/Ifを満たすことを特徴としてもよい。さらに、Ib/If≦8を満たすことを特徴としてもよい。
Further, when an area irradiated by the front illumination optical system in the field of view of the imaging optical system is an irradiation area (for example, the area Z2), the emission axis of the rear illumination section passes through the inside of the irradiation area. It may be a feature. The imaging optical system includes an objective lens, the half angle of view of the objective lens is ω, the distance between the imaging target and the tip is d, and the back illumination system emits the illumination light. In the imaging surface of the imaging target, if the distance from the optical axis of the objective lens to the position where the illuminance is maximum is Δ (d) and the observation distance at which the maximum resolution of the objective lens is obtained is dN,
It is good also as satisfy | filling the formula represented by these. Further, in the in-plane Δ (dN) of the observation distance dN, if the illuminance by the front illumination optical system is If and the illuminance by the rear illumination optical system is Ib, 2 ≦ Ib / If may be satisfied. . Furthermore, Ib / If ≦ 8 may be satisfied.

他方、本発明にかかる内視鏡は、上記した内視鏡用装置を有する内視鏡である。   On the other hand, an endoscope according to the present invention is an endoscope having the above-described endoscope device.

本発明によれば、ディストーション補正に応じた配光を行うことのできる内視鏡用装置及び内視鏡を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the apparatus for endoscopes and endoscope which can perform light distribution according to distortion correction can be provided.

実施の形態1にかかる内視鏡用装置の斜視図である。1 is a perspective view of an endoscope apparatus according to a first embodiment. 実施の形態1にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。1 is a schematic diagram of a main part of an endoscope apparatus according to a first embodiment. 照度比の分布図である。It is a distribution map of illuminance ratio. 実施の形態2にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of an endoscope apparatus according to a second embodiment. 撮像体距離と各種距離を示す表である。It is a table | surface which shows an imaging body distance and various distances. 実施の形態3にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a main part of an endoscope apparatus according to a third embodiment. 実施の形態5にかかる内視鏡用装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an endoscope apparatus according to a fifth embodiment. 実施の形態5にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a main part of an endoscope apparatus according to a fifth embodiment. 実施の形態6にかかる内視鏡用装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an endoscope apparatus according to a sixth embodiment. 実施の形態6にかかる内視鏡用装置の側面図である。FIG. 10 is a side view of an endoscope apparatus according to a sixth embodiment. 照度比の分布図である。It is a distribution map of illuminance ratio. 撮像体距離と各種距離を示す表である。It is a table | surface which shows an imaging body distance and various distances. 関連する内視鏡の模式図である。It is a schematic diagram of a related endoscope. 関連する内視鏡を用いて得られる画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image obtained using a related endoscope. 関連する内視鏡を用いて得られる画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image obtained using a related endoscope. ディストーション補正前と補正後の照度分布を表す図である。It is a figure showing the illumination distribution before distortion correction and after correction | amendment.

実施の形態1.
図1及び図2を参照して、実施の形態1にかかる内視鏡について説明する。図1は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置の斜視図である。図2は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。
Embodiment 1 FIG.
With reference to FIG.1 and FIG.2, the endoscope concerning Embodiment 1 is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view of an endoscope apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram of a main part of the endoscope apparatus according to the first embodiment.

図1に示すように、内視鏡用装置100は、湾曲部1と、湾曲部1の端部に連結される
挿入部2と、を備える。内視鏡用装置100は、内視鏡に取り付けられて使用される。内視鏡用装置100は、撮像した画像についての信号を外部の表示装置に送ることができる。また、内視鏡は、画像についてディストーション補正、すなわち画像の歪曲特性を補正することができる画像処理部を有する。画像処理部が、撮像した画像についてディストーション補正を行い、表示装置が補正後の画像を表示する。ここに、ディストーション補正とは、ディストーションを完全に補正する完全補正でも、発生しているディストーションの絶対値を小さくする軽減補正でもよい。
As shown in FIG. 1, the endoscopic device 100 includes a bending portion 1 and an insertion portion 2 connected to an end portion of the bending portion 1. The endoscope apparatus 100 is used by being attached to an endoscope. The endoscopic device 100 can send a signal regarding a captured image to an external display device. Further, the endoscope has an image processing unit that can correct distortion of an image, that is, a distortion characteristic of the image. The image processing unit performs distortion correction on the captured image, and the display device displays the corrected image. Here, the distortion correction may be a complete correction for completely correcting the distortion or a reduction correction for reducing the absolute value of the generated distortion.

湾曲部1は、被検体の内部の形状に応じて湾曲可能な紐状体である。また、湾曲部1は、挿入部2に搭載される撮像素子や照明素子等に、電気や信号を授受するためのケーブル等を内部に有する。   The bending portion 1 is a string-like body that can be bent according to the shape inside the subject. Further, the bending portion 1 has a cable or the like for transmitting and receiving electricity and signals to an image pickup device and a lighting device mounted on the insertion portion 2.

挿入部2は、湾曲部1に連結する他端部22と、他端部22に組み付けられる一端部21と、を有する。   The insertion part 2 has the other end part 22 connected to the bending part 1 and one end part 21 assembled to the other end part 22.

一端部21は、前方照明部31、32と、撮像部10とを有する略円筒体である。前方照明部31、32は、所定の配光角度θを有する照明素子であって、例えば、LED(Laser Emitting Diode)である。図では省略しているが、挿入性・耐薬性の向上の目的で透明カバーが取り付けられていてもよい。光の拡散性を上げるため、この透明カバーが屈折力を持っていても勿論よい。また、照明素子は、LED以外にもライトガイドファイバー端からの光を拡散させるレンズ系であってもよく、また、蛍光ガラスを用いたものであってもよい。前方照明部31、32は一端部21の先端上面に設けられている。撮像部10は、対物レンズ及び撮像素子などを有し、光学軸A1に平行な方向について撮像することができる。前方照明部31、32は撮像部10の光学軸A1に関して対称な位置に設けられている。前方照明部31、32は、それぞれ独立に光量を制御することができる。前方照明部31、32の出射軸は、光学軸A1と平行である。なお、前方照明部31、32の出射軸は、光学軸A1から傾斜していてもよい。   The one end portion 21 is a substantially cylindrical body having front illumination portions 31 and 32 and the imaging unit 10. The front illumination units 31 and 32 are illumination elements having a predetermined light distribution angle θ, and are, for example, LEDs (Laser Emitting Diodes). Although not shown in the figure, a transparent cover may be attached for the purpose of improving insertion property and chemical resistance. Of course, this transparent cover may have refractive power in order to increase the light diffusibility. In addition to the LED, the illumination element may be a lens system that diffuses light from the end of the light guide fiber, or may be one using fluorescent glass. The front illumination units 31 and 32 are provided on the top surface of the tip of the one end 21. The imaging unit 10 includes an objective lens, an imaging element, and the like, and can capture an image in a direction parallel to the optical axis A1. The front illumination units 31 and 32 are provided at symmetrical positions with respect to the optical axis A1 of the imaging unit 10. The front illumination units 31 and 32 can control the amount of light independently of each other. The emission axes of the front illumination units 31 and 32 are parallel to the optical axis A1. Note that the emission axes of the front illumination units 31 and 32 may be inclined from the optical axis A1.

他端部22は、透明な材料からなる略円筒体である。後方照明部41、42、43、44が、他端部22の内周面又はその近傍に設けられている。後方照明部41、42、43、44が、撮像部10の光学軸A1を中心とした仮想円の縁上に均等に配置されている。後方照明部41、42、43、44は、所定の配光角度θ2を有する照明素子であって、例えば、LEDである。配光角度θ2は、配光角度θと比較して、小さくても構わない。後方照明部41、42、43、44は、それぞれ独立に光量を制御することができる。後方照明部41、42、43、44の出射軸C1はそれぞれ、撮像部10の光学軸A1から傾斜している。なお、後方照明部41、42、43、44から照明光は、他端部22を通過して、内視鏡用装置100の外方へ出射されるが、他端部22による屈折が生じない、又は、ほとんど生じない。前方照明部31、32、及び、後方照明部41、42、43、44は、湾曲部1の内部のケーブル等により電気を供給される。   The other end 22 is a substantially cylindrical body made of a transparent material. Back illumination portions 41, 42, 43, 44 are provided on the inner peripheral surface of the other end portion 22 or in the vicinity thereof. The rear illumination units 41, 42, 43, 44 are evenly arranged on the edge of the virtual circle centered on the optical axis A <b> 1 of the imaging unit 10. The rear illumination units 41, 42, 43, and 44 are illumination elements having a predetermined light distribution angle θ2, and are, for example, LEDs. The light distribution angle θ2 may be smaller than the light distribution angle θ. The back illumination units 41, 42, 43, and 44 can control the light amount independently. The emission axes C1 of the rear illumination units 41, 42, 43, and 44 are inclined from the optical axis A1 of the imaging unit 10, respectively. The illumination light from the rear illumination units 41, 42, 43, 44 passes through the other end portion 22 and is emitted to the outside of the endoscope device 100, but refraction by the other end portion 22 does not occur. Or hardly occur. The front illumination units 31 and 32 and the rear illumination units 41, 42, 43, and 44 are supplied with electricity by cables or the like inside the bending unit 1.

次に、図2を用いて、後方照明部41、42、43、44の位置及び向きの一例について説明する。図2に示すように、挿入部2の長手方向に垂直な断面形状を撮像面Fに射影した領域をZ1とし、前方照明部32が撮像面Fに照射する領域をZ2とし、後方照明部41、42、43、44がそれぞれ照射する領域Z3をとする。すると、領域Z3が領域Z1の外側に位置するように、後方照明部41、42、43、44の位置及び向きが調整されている。なお、図2では、理解を容易にするために後方照明部42の照明光を図示し、後方照明部41、43、44の照明光の図示については省略した。また、領域Z2が領域Z1よりも大きくなるように、前方照明部32から撮像面Fまでの距離と、配光角度θが決められる。   Next, an example of the positions and orientations of the rear illumination units 41, 42, 43, and 44 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a region obtained by projecting a cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the insertion portion 2 onto the imaging surface F is denoted by Z1, a region irradiated by the front illumination unit 32 on the imaging surface F is denoted by Z2, and the rear illumination unit 41. , 42, 43, and 44 are areas Z3 to be irradiated. Then, the positions and orientations of the rear illumination units 41, 42, 43, and 44 are adjusted so that the region Z3 is located outside the region Z1. In FIG. 2, the illumination light of the rear illumination unit 42 is illustrated for easy understanding, and illustration of illumination light of the rear illumination units 41, 43, 44 is omitted. Further, the distance from the front illumination unit 32 to the imaging surface F and the light distribution angle θ are determined so that the region Z2 is larger than the region Z1.

また、後方照明部41、42、43、44の出射軸が領域Z1と領域Z2との間を通過するように、後方照明部41、42、43、44の位置及び向きが調整されている。   Further, the positions and orientations of the rear illumination units 41, 42, 43, and 44 are adjusted so that the emission axes of the rear illumination units 41, 42, 43, and 44 pass between the region Z1 and the region Z2.

計算例.
次に、図3を用いて、実施の形態1にかかる内視鏡用装置を使用した場合に得られる照度分布の計算例について説明する。図3は、照度比の分布図である。
Calculation example.
Next, a calculation example of the illuminance distribution obtained when the endoscope apparatus according to the first embodiment is used will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a distribution diagram of the illuminance ratio.

内視鏡用装置100を用いて、平面状部を有する撮像体を撮像した。詳細には、内視鏡用装置100の撮像部10の光学軸A1が撮像体の平面状部と垂直に交差するように、内視鏡用装置100の位置及び向きを固定して、撮像した。後方照明部41、42、43、44は光量Rbの照明光を出射し、前方照明部31、32は光量Rfの照明光を出射する。ここで、Rb/Rf>1が成り立つように、光量RbとRfとを調整した。このような場合において、図3に撮像した画面の照度分布の計算結果を示した。   An imaging device having a planar portion was imaged using the endoscope apparatus 100. Specifically, imaging is performed with the position and orientation of the endoscope apparatus 100 fixed so that the optical axis A1 of the imaging section 10 of the endoscope apparatus 100 intersects the planar portion of the imaging body perpendicularly. . The rear illumination units 41, 42, 43, and 44 emit illumination light with a light amount Rb, and the front illumination units 31 and 32 emit illumination light with a light amount Rf. Here, the light amounts Rb and Rf were adjusted so that Rb / Rf> 1. In such a case, the calculation result of the illuminance distribution of the imaged screen is shown in FIG.

図3に示すように、画面中央部近傍の領域E1では、照度が小さく、暗い。一方、画面周辺部の領域E2では、照度が大きく、明るい。つまり、中抜けの照明となっており、ディストーション補正を行っても画面中央部を白飛びさせることなく画面周辺部を明るくすることができる。   As shown in FIG. 3, in the area E1 near the center of the screen, the illuminance is small and dark. On the other hand, in the area E2 at the periphery of the screen, the illuminance is large and bright. That is, the illumination is hollow, and even if distortion correction is performed, the peripheral portion of the screen can be brightened without causing the central portion of the screen to be blown out.

以上、実施の形態1によれば、前方照明部による照明と、後方照明部による照明とを独立に制御して、後方照明部の向き及び位置を調整することで、ディストーション補正が完全補正か軽減補正かによらず、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。   As described above, according to the first embodiment, the distortion correction is completely corrected or reduced by independently controlling the illumination by the front illumination unit and the illumination by the rear illumination unit and adjusting the direction and position of the rear illumination unit. Irrespective of correction, light distribution according to distortion correction can be performed.

また、実施の形態1によれば、照明光学系として前方照明部と後方照明部とをそれぞれ所定の出射角度で照明光を出射できるように設置している。これにより、小さな径の挿入部を採用し得て、被検体の内部への挿入をスムーズに行うことができる。   Further, according to the first embodiment, the front illumination unit and the rear illumination unit are installed as illumination optical systems so that illumination light can be emitted at a predetermined emission angle. Thereby, the insertion part of a small diameter can be employ | adopted and the insertion to the inside of a subject can be performed smoothly.

実施の形態2.
次に、図4及び5を用いて、実施の形態2にかかる内視鏡用装置について説明する。実施の形態2にかかる内視鏡用装置は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置と比較して、前方照明部と後方照明部との向きのみを異にしている。その他の構成については共通しており、説明を省略する。図4は、実施の形態2にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。図5は、撮像体距離と各種距離を示す表である。
Embodiment 2. FIG.
Next, the endoscope apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The endoscope apparatus according to the second embodiment differs from the endoscope apparatus according to the first embodiment only in the directions of the front illumination unit and the rear illumination unit. The other configurations are common and will not be described. FIG. 4 is a schematic diagram of a main part of the endoscope apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 is a table showing the imaging body distance and various distances.

ここでは、前方照明部32と、後方照明部42とを例にとって説明する。図4に示すように、前方照明部32は、配光角度θの照明光を撮像体F0に向けて出射している。撮像面Fにおいて、配光角度θの照明光は、領域Z23を照射する。さらに、照明光は、配光角度0〜θ/2まで配光角度を有する光束を有する。撮像面Fにおいて、この光束は領域Z21を照射する。後方照明部42の出射軸C1が領域Z21とZ23との間の領域Z22を通過するように、後方照明部42は設置される。ここで、領域Z22、Z23は、領域Z21と比較して、前方照明部32による照明光の光量が少量であるものの、後方照明部42による照明光を受ける。つまり、領域Z21、Z22、Z23は、良好な配光を得るので、ディストーション補正に応じた配光をより確実に安定して行うことができる。   Here, the front illumination unit 32 and the rear illumination unit 42 will be described as examples. As illustrated in FIG. 4, the front illumination unit 32 emits illumination light having a light distribution angle θ toward the imaging body F0. On the imaging surface F, illumination light with a light distribution angle θ irradiates the region Z23. Further, the illumination light has a light beam having a light distribution angle from 0 to θ / 2. On the imaging surface F, this light beam irradiates the area Z21. The rear illumination unit 42 is installed so that the emission axis C1 of the rear illumination unit 42 passes through the region Z22 between the regions Z21 and Z23. Here, the regions Z22 and Z23 receive illumination light from the rear illumination unit 42 although the amount of illumination light by the front illumination unit 32 is smaller than that of the region Z21. That is, since the regions Z21, Z22, and Z23 obtain a good light distribution, the light distribution according to the distortion correction can be performed more reliably and stably.

ここで、後方照明部42の出射軸C1が領域Z22を通過する場合について、より具体的に説明する。光学軸A1から領域Z21の外縁上の点P1までの距離をL1とする。また、光学軸A1から、出射軸C1と撮像面Fとの交点P2までの距離をL2とする。さらに、光学軸A1から領域Z23の外縁上の点P3までの距離L3とする。以下の数式1が成り立つと、後方照明部42の出射軸C1が領域Z22を通過する。
L1<L2<L3 …(数式1)
具体的には、距離L1、L2、L3が以下の数式2、3、4でそれぞれ表される。
L1=d1×tan(θ/2) ……………(数式2)
L2=(d1+d2)×tan(α) ……(数式3)
L3=d1×tan(θ) …………………(数式4)
撮像体距離d1:前方照明部32から撮像体までの距離[mm]
照明部間距離d2:前方照明部32から後方照明部42までの距離[mm]
出射角度α:光学軸A1と出射軸C1との交差する角度[°]
数式1が成り立つためには、撮像体距離d1と照明部間距離d2と出射角度αと配光角度θとを適切に決定すればよい。これらを適切に決定すると、上記した通り、ディストーション補正に応じた配光をより確実に安定して行うことができる。
Here, the case where the emission axis C1 of the back illumination part 42 passes the area | region Z22 is demonstrated more concretely. The distance from the optical axis A1 to the point P1 on the outer edge of the region Z21 is L1. Further, the distance from the optical axis A1 to the intersection P2 between the emission axis C1 and the imaging surface F is L2. Further, the distance is L3 from the optical axis A1 to the point P3 on the outer edge of the region Z23. When the following mathematical formula 1 is established, the emission axis C1 of the rear illumination unit 42 passes through the region Z22.
L1 <L2 <L3 (Formula 1)
Specifically, the distances L1, L2, and L3 are represented by the following formulas 2, 3, and 4, respectively.
L1 = d1 × tan (θ / 2) (2)
L2 = (d1 + d2) × tan (α) (Formula 3)
L3 = d1 × tan (θ) (Equation 4)
Image pickup body distance d1: Distance from the front illumination unit 32 to the image pickup body [mm]
Distance between illumination parts d2: Distance from front illumination part 32 to rear illumination part 42 [mm]
Output angle α: angle [°] at which the optical axis A1 and the output axis C1 intersect
In order for Formula 1 to hold, it is only necessary to appropriately determine the imaging body distance d1, the inter-illuminator distance d2, the emission angle α, and the light distribution angle θ. If these are appropriately determined, as described above, the light distribution according to the distortion correction can be performed more reliably and stably.

さらに具体的な例について説明する。ここでは、照明部間距離d2=10[mm]、出射角度α=40[°]と調整し、さらに配光角度θ=140[°]とした場合の、撮像体距離d1=5、10、100[mm]における距離L1、L2、L3を求めた。   A more specific example will be described. Here, when the distance between the illumination parts d2 = 10 [mm], the emission angle α = 40 [°], and the light distribution angle θ = 140 [°], the imaging body distance d1 = 5, 10, The distances L1, L2, and L3 at 100 [mm] were determined.

求めた結果を図5に示した。図5に示すように、撮像体距離d1[mm]が、5、10、100のいずれの場合であっても、距離L1<L2<L3が成り立っている。つまり、いずれの場合でも、ディストーション補正に応じた配光を行えると考えられる。   The obtained results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, the distance L1 <L2 <L3 is established regardless of whether the imaging body distance d1 [mm] is 5, 10, or 100. That is, in any case, it is considered that light distribution according to distortion correction can be performed.

実施の形態3.
次に、図6を用いて、実施の形態3にかかる内視鏡用装置について説明する。実施の形態3にかかる内視鏡用装置は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置と比較して、後方照明部の位置及び向きのみが異なる。その他の構成については共通しており、説明を省略する。図6は、実施の形態3にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。
Embodiment 3 FIG.
Next, the endoscope apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The endoscope apparatus according to the third embodiment is different from the endoscope apparatus according to the first embodiment only in the position and orientation of the rear illumination unit. The other configurations are common and will not be described. FIG. 6 is a schematic diagram of a main part of the endoscope apparatus according to the third embodiment.

図6に示すように、内視鏡用装置300の撮像部10は対物レンズ11を含む。撮像面Fには、対物レンズ11の半画角ωの2分の1の角度、すなわちω/2で撮像される領域Z31の外縁と、対物レンズ11の半画角ωで撮像される領域Z33の外縁とに囲まれる領域Z32がある。出射軸C1が領域Z32を通過するように、後方照明部の位置及び傾きを決める。前方照明部のみが照明光を出射した場合において、領域Z32では、ディストーション補正を行うと、特に暗くなったように見える。前方照明部による照明光に加えて、後方照明部による照明光が出射されると、領域Z32の照度を高めて、良好な配光を実現できる。なお、対物レンズ11の半画角ωと前方照明部の配光角度θとは、同じ又はほぼ同じだと好ましい。ここで、「ほぼ同じ」とは、誤差10%以内であることを意味する。   As shown in FIG. 6, the imaging unit 10 of the endoscope apparatus 300 includes an objective lens 11. On the imaging surface F, the outer edge of the region Z31 imaged at a half angle of the half field angle ω of the objective lens 11, that is, ω / 2, and the region Z33 imaged at the half field angle ω of the objective lens 11. There is a region Z32 surrounded by the outer edge. The position and inclination of the rear illumination unit are determined so that the emission axis C1 passes through the region Z32. In the case where only the front illumination unit emits illumination light, in the region Z32, when distortion correction is performed, it looks particularly dark. When the illumination light from the rear illumination unit is emitted in addition to the illumination light from the front illumination unit, the illuminance of the region Z32 can be increased and a good light distribution can be realized. It is preferable that the half angle of view ω of the objective lens 11 and the light distribution angle θ of the front illumination unit are the same or substantially the same. Here, “substantially the same” means that the error is within 10%.

具体的には、以下の数式5が成り立つように、後方照明部の位置及び傾きを決める。
ω:対物レンズの半画角
Δ(d):対物レンズから距離dの間隔を有する面において、後方照明部が発光すると撮像面内において照度が最大となる位置から、対物レンズの光軸までの距離
dN:対物レンズの最高解像力が得られる観察距離
Specifically, the position and inclination of the rear illumination unit are determined so that the following Expression 5 is satisfied.
ω: Half angle of view of objective lens Δ (d): From the position having the distance d from the objective lens to the optical axis of the objective lens from the position where the illuminance becomes maximum in the imaging plane when the rear illumination unit emits light Distance dN: Observation distance at which the maximum resolution of the objective lens can be obtained

以上、実施の形態3にかかる内視鏡によれば、実施の形態1にかかる内視鏡と同様に、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。   As described above, according to the endoscope according to the third embodiment, similarly to the endoscope according to the first embodiment, light distribution according to distortion correction can be performed.

実施の形態4.
次に、実施の形態4にかかる内視鏡用装置について説明する。実施の形態4にかかる内視鏡用装置は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置と比較して、前方照明部と後方照明部とが異なる。その他の構成については共通しており、説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
Next, an endoscope apparatus according to a fourth embodiment will be described. The endoscope apparatus according to the fourth embodiment is different from the endoscope apparatus according to the first embodiment in the front illumination unit and the rear illumination unit. The other configurations are common and will not be described.

観察距離dNの面内Δ(dN)において、前方照明部による照度をIfと、後方照明部による照度をIbとすると、以下の数式6を満たすように、前方照明部と後方照明部との位置、向き、配光角度、光量等を決める。後方照明部は、前方照明部と比較して、大きな光量を出射できると、以下の数式6をより確実に満たすことができて好ましい。なお、前方照明部による照度If、及び、後方照明部による照度Ibは、計算を簡便にするため、それぞれ面内Δ(dN)における最大値を代表値として用いてもよい。
Ib/If≧2 …(数式6)
If:前方照明部による照度
Ib:後方照明部による照度
In the in-plane Δ (dN) of the observation distance dN, if the illuminance by the front illumination unit is If and the illuminance by the rear illumination unit is Ib, the positions of the front illumination unit and the rear illumination unit so as to satisfy Equation 6 below. Determine the direction, light distribution angle, light quantity, etc. It is preferable that the rear illumination unit can satisfy the following Expression 6 more reliably if it can emit a larger amount of light compared to the front illumination unit. Note that the illuminance If from the front illumination unit and the illuminance Ib from the rear illumination unit may each use the maximum value in the in-plane Δ (dN) as a representative value in order to simplify the calculation.
Ib / If ≧ 2 (Formula 6)
If: Illuminance by the front illumination unit Ib: Illuminance by the rear illumination unit

また、以下の数式7を満たすように、前方照明部と後方照明部との位置、向き、配光角度、光量等を決めると好ましい。
Ib/If≦8 …(数式7)
数式7を満たす前方照明部と後方照明部とを用いると、適度な性能を有する照明部を用いて、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。
Moreover, it is preferable to determine the position, direction, light distribution angle, light quantity, and the like of the front illumination unit and the rear illumination unit so as to satisfy the following Expression 7.
Ib / If ≦ 8 (Expression 7)
When the front illumination unit and the rear illumination unit satisfying Expression 7 are used, it is possible to perform light distribution according to distortion correction using an illumination unit having appropriate performance.

ここで、実施の形態3及び4にかかる内視鏡用装置についての詳しい構成の一例について述べる。図1に示すように、光学軸A1をZ軸として、XYZ直交座標系が定められる。前方照明部31、32の座標(X,Y,Z)は、(±7,0,0)である。また、後方照明部41、42、43、44の座標(X,Y,Z)は、(±5,±5,−15)である。前方照明部31、32による照明光の出射軸は光学軸A1(Z軸)に平行である。前方照明部31、32による照明光の配光角度θは、140°である。後方照明部41、42、43、44の出射角度αは40°であり、後方照明部41、42、43、44の方位角、つまり、Y軸と後方照明部41、42、43、44による照明光の出射軸のなす角度は、±15、±165°である。挿入部2の直径はφ20mmである。d1は撮像体距離d1は、30mmである。   Here, an example of a detailed configuration of the endoscope apparatus according to the third and fourth embodiments will be described. As shown in FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is defined with the optical axis A1 as the Z axis. The coordinates (X, Y, Z) of the front illumination units 31 and 32 are (± 7, 0, 0). Further, the coordinates (X, Y, Z) of the rear illumination units 41, 42, 43, 44 are (± 5, ± 5, −15). The emission axis of the illumination light from the front illumination units 31 and 32 is parallel to the optical axis A1 (Z axis). The light distribution angle θ of illumination light by the front illumination units 31 and 32 is 140 °. The emission angle α of the rear illumination units 41, 42, 43, 44 is 40 °, and the azimuth angle of the rear illumination units 41, 42, 43, 44, that is, the Y axis and the rear illumination units 41, 42, 43, 44. The angles formed by the emission axes of the illumination light are ± 15 and ± 165 °. The diameter of the insertion part 2 is φ20 mm. As for d1, the imaging body distance d1 is 30 mm.

実施の形態5.
次に、図7及び8を用いて、実施の形態5にかかる内視鏡について説明する。図7は、実施の形態5にかかる内視鏡用装置の模式図である。図8は実施の形態5にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。なお、図8は、図7に示す内視鏡用装置500から一端部21を除いた図である。実施の形態4にかかる内視鏡用装置500は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置100と比較して、前方照明光学系として前方照明部31、32の代わりに前方照明部と導光板とを用いたところのみ異なる。その他の構成については共通しており、説明を省略する。
Embodiment 5 FIG.
Next, the endoscope according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic diagram of an endoscope apparatus according to a fifth embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram of a main part of the endoscope apparatus according to the fifth embodiment. FIG. 8 is a view in which one end 21 is removed from the endoscope apparatus 500 shown in FIG. Compared with the endoscope apparatus 100 according to the first embodiment, the endoscope apparatus 500 according to the fourth embodiment is connected to the front illumination unit instead of the front illumination units 31 and 32 as a front illumination optical system. It differs only in the place using a light plate. The other configurations are common and will not be described.

図7に示すように、内視鏡用装置500は、導光板5を有する。導光板5は、透明な材料からなる環状体又は半環状体である。導光板5は、上面に階段状に折れ曲がる階段状面を有する。導光板5は一端部21の先端に設置されている。なお、内視鏡用装置500では、導光板5の代わりに、下面に階段状に折れ曲がる階段状面を有する導光板を用いてもよい。このような導光板を用いる場合に、ミラーコートを導光板に施すと好ましい。   As shown in FIG. 7, the endoscope apparatus 500 includes a light guide plate 5. The light guide plate 5 is an annular body or a semi-annular body made of a transparent material. The light guide plate 5 has a stepped surface that bends in a stepped manner on the upper surface. The light guide plate 5 is installed at the tip of the one end 21. In the endoscope apparatus 500, a light guide plate having a stepped surface that is bent in a stepped shape on the lower surface may be used instead of the light guide plate 5. When using such a light guide plate, it is preferable to apply a mirror coat to the light guide plate.

図8に示すように、一端部21の内部には前方照明部33が導光板5の側面に設置されており、導光板5の周方向に照明光を出射することができる。出射された照明光は、導光板5の底面において反射し、光学軸A1に沿った方向に進み、導光板5の上面から導光板5の外部へ出る。   As shown in FIG. 8, a front illumination unit 33 is installed inside the one end 21 on the side surface of the light guide plate 5, and illumination light can be emitted in the circumferential direction of the light guide plate 5. The emitted illumination light is reflected on the bottom surface of the light guide plate 5, travels in the direction along the optical axis A 1, and exits from the top surface of the light guide plate 5 to the outside of the light guide plate 5.

内視鏡用装置500は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置100の前方照明部31、32と比較して、大きな面積を有する導光板5の上面から、高い配光角度を有する均一な照明光を出射することができる。   The endoscopic device 500 has a uniform light distribution angle from the upper surface of the light guide plate 5 having a large area as compared with the front illumination units 31 and 32 of the endoscopic device 100 according to the first embodiment. It is possible to emit simple illumination light.

以上、実施の形態5にかかる内視鏡用装置によれば、実施の形態1にかかる内視鏡用装置100と同様に、ディストーション補正に応じた配光を得ることができる。   As described above, according to the endoscope apparatus according to the fifth embodiment, similarly to the endoscope apparatus 100 according to the first embodiment, it is possible to obtain a light distribution according to the distortion correction.

実施の形態6.
次に、図9及び10を用いて、実施の形態6にかかる内視鏡について説明する。図9は、実施の形態6にかかる内視鏡用装置の模式図である。図10は実施の形態6にかかる内視鏡用装置の側面図である。実施の形態6にかかる内視鏡用装置600は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置100と比較して、後方照明光学系として後方照明部41、42、43、44の代わりに、ライトガイドファイバーバンドルと傾斜ミラーを用いたところのみ異なる。その他の構成についてはほぼ共通しており、説明を省略する。なお、図9及び図10では、前方照明部31、32の出射軸は、光学軸A1から離れるように傾斜している。
Embodiment 6 FIG.
Next, the endoscope according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a schematic diagram of an endoscope apparatus according to a sixth embodiment. FIG. 10 is a side view of the endoscope apparatus according to the sixth embodiment. As compared with the endoscope apparatus 100 according to the first embodiment, the endoscope apparatus 600 according to the sixth embodiment is used as a rear illumination optical system instead of the rear illumination units 41, 42, 43, and 44. It differs only in the place where the light guide fiber bundle and the inclined mirror are used. Other configurations are almost the same, and a description thereof will be omitted. 9 and 10, the emission axes of the front illumination units 31 and 32 are inclined so as to be separated from the optical axis A1.

図9に示すように、内視鏡用装置600は、ライトガイドファイバーバンドル48と、傾斜ミラー49とを有する。傾斜ミラー9は、上から下に向かって径が減じるように傾斜した面を有する。傾斜ミラー49の上部は一端部21に連結する。傾斜ミラー49は、ライトガイドファイバーバンドル48の上又は上方に位置する。より詳細には、傾斜ミラー49の下方に、ライトガイドファイバーバンドル端面481が位置する。傾斜ミラー49の周囲に、透明な材料からなる環状体の透明カバー23が取り付けられている。透明カバー23は、一端部21の下部に連結する。   As shown in FIG. 9, the endoscope apparatus 600 includes a light guide fiber bundle 48 and an inclined mirror 49. The inclined mirror 9 has a surface that is inclined so that its diameter decreases from the top to the bottom. The upper part of the inclined mirror 49 is connected to the one end 21. The inclined mirror 49 is located above or above the light guide fiber bundle 48. More specifically, the light guide fiber bundle end surface 481 is positioned below the inclined mirror 49. An annular transparent cover 23 made of a transparent material is attached around the inclined mirror 49. The transparent cover 23 is connected to the lower part of the one end 21.

ライトガイドファイバーバンドル48は、中空円筒形状である。ライトガイドファイバーバンドル48は、外部の照明ユニット(図示略)からの光を導光させ、中空円形状のライトガイドファイバーバンドル端面481より出射させることができる。ライトガイドファイバーバンドル端面481より出射された光は、傾斜ミラー49で反射され、透明カバー23から内視鏡用装置600の外側へと射出される。   The light guide fiber bundle 48 has a hollow cylindrical shape. The light guide fiber bundle 48 can guide light from an external illumination unit (not shown) and emit the light from the end surface 481 of the hollow circular light guide fiber bundle. The light emitted from the end face 481 of the light guide fiber bundle is reflected by the inclined mirror 49 and emitted from the transparent cover 23 to the outside of the endoscope device 600.

計算例.
次に、図11を用いて、実施の形態1にかかる内視鏡用装置を使用した場合に得られる照度分布の計算例について説明する。図11は、照度比の分布図である。
Calculation example.
Next, a calculation example of the illuminance distribution obtained when the endoscope apparatus according to the first embodiment is used will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a distribution diagram of the illuminance ratio.

内視鏡用装置600を用いて、実施の形態1にかかる計算例と同様の条件で、平面状部を有する撮像体を撮像した。このような場合において、図11に撮像した画面の照度分布の計算結果を示した。   Using the endoscope apparatus 600, an imaging body having a planar portion was imaged under the same conditions as in the calculation example according to the first embodiment. In such a case, the calculation result of the illuminance distribution of the imaged screen is shown in FIG.

図11に示すように、画面中央部近傍の領域E61では、照度が小さく、暗い。一方、画面周辺部の領域E62では、照度が大きく、明るい。つまり、中抜けの照明となっており、ディストーション補正を行っても画面中央部を白飛びさせることなく画面周辺部を明るくすることができる。   As shown in FIG. 11, in the area E61 near the center of the screen, the illuminance is small and dark. On the other hand, in the area E62 at the periphery of the screen, the illuminance is large and bright. That is, the illumination is hollow, and even if distortion correction is performed, the peripheral portion of the screen can be brightened without causing the central portion of the screen to be blown out.

内視鏡用装置600は、実施の形態1にかかる内視鏡用装置100(図1参照。)の前方照明部31、32と比較して、内視鏡、特に挿入部2の周方向に対してムラがなく均一な照明とすることができるばかりでなく、照明ユニットなどの光源を外部に設けることが出来るので出射光量を大きくしながらも内視鏡、特に挿入部2を大径化させずに構成することができる。   The endoscope apparatus 600 is arranged in the circumferential direction of the endoscope, particularly the insertion section 2, as compared with the front illumination sections 31 and 32 of the endoscope apparatus 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment. On the other hand, not only can the illumination be uniform and uniform, but also a light source such as an illumination unit can be provided outside, so that the diameter of the endoscope, particularly the insertion portion 2, can be increased while increasing the amount of emitted light. Can be configured without.

更に詳しい構成の一つの例について説明する。ライトガイドファイバーバンドル端面481は内径がφ11、外形がφ16の中空円形状である。傾斜ミラー49は内視鏡用装置600の外側に向けて光を反射するよう、内視鏡用装置600の光学軸A1に対して、48°傾けてある。例えば、傾斜ミラー49として最大外径φ18の傾斜ミラーを用いると、傾斜ミラー面で反射した光線の内、最も視野の内側を照射する光線は内視鏡用装置600の光学軸A1に対し64°の傾きを有する。   An example of a more detailed configuration will be described. The light guide fiber bundle end surface 481 has a hollow circular shape with an inner diameter of φ11 and an outer shape of φ16. The inclined mirror 49 is inclined by 48 ° with respect to the optical axis A1 of the endoscope apparatus 600 so as to reflect light toward the outside of the endoscope apparatus 600. For example, when an inclined mirror having a maximum outer diameter of φ18 is used as the inclined mirror 49, the light ray that illuminates the innermost part of the visual field among the light rays reflected by the inclined mirror surface is 64 ° with respect to the optical axis A1 of the endoscope apparatus 600. With a slope of

求めた結果を図12に示した。図12は、撮像体距離と各種距離を示す表である。図12に示すように、撮像体距離d1[mm]が、10、20、100のいずれの場合であっても、距離L1<L2<L3が成り立っている。つまり、いずれの場合でも、ディストーション補正に応じた配光を行えると考えられる。   The obtained results are shown in FIG. FIG. 12 is a table showing the imaging body distance and various distances. As shown in FIG. 12, the distance L1 <L2 <L3 is established regardless of whether the imaging body distance d1 [mm] is 10, 20, or 100. That is, in any case, it is considered that light distribution according to distortion correction can be performed.

ここで、さらに詳しい構成の一つの例について説明する。図1に示すXYZ直交座標系を定めると、前方照明部31、32の座標(X,Y,Z)は、(±7,0,0)である。前方照明部31、32の出射軸は、Z軸に関して±8°傾斜する。ライトガイドファイバーバンドル48の内径は11mmであり、その外径は16mmである。傾斜ミラー49の座標(X,Y,Z)は、(±7,0,−10)である。Z座標が−10mmでは、傾斜ミラー49の外径は、例えば、φ18である。Z座標が−10mmから低くなるにつれて、傾斜ミラー49の外径が小さくなるように、傾斜ミラー49のミラー面は傾斜する。ライトガイドファイバーバンドル48の出射端のNA(Numerical Aperture)は120°である。   Here, an example of a more detailed configuration will be described. When the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is defined, the coordinates (X, Y, Z) of the front illumination units 31 and 32 are (± 7, 0, 0). The emission axes of the front illumination units 31 and 32 are inclined ± 8 ° with respect to the Z axis. The inner diameter of the light guide fiber bundle 48 is 11 mm, and the outer diameter is 16 mm. The coordinates (X, Y, Z) of the tilting mirror 49 are (± 7, 0, −10). When the Z coordinate is −10 mm, the outer diameter of the inclined mirror 49 is φ18, for example. As the Z coordinate decreases from −10 mm, the mirror surface of the tilt mirror 49 tilts so that the outer diameter of the tilt mirror 49 decreases. The NA (Numerical Aperture) at the exit end of the light guide fiber bundle 48 is 120 °.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、前方照明部及び後方照明部の数、配光角度等を適宜変更してもよい。また、後方照明部は、一端部の、特に、前方照明部よりも湾曲部に近い位置に設置されていてもよい。更に、実施例では有限個の照明系による離散的な照明系で構成したものについても、拡散板や導光板を用いて、内視鏡の周方向に一様かつ連続的な照度分布が得られるようなものとしてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, you may change suitably the number of a front illumination part and a back illumination part, a light distribution angle, etc. FIG. Moreover, the back illumination part may be installed in the position of the one end part, especially a curved part rather than a front illumination part. Furthermore, in the embodiment, a uniform and continuous illuminance distribution can be obtained in the circumferential direction of the endoscope using a diffusing plate or a light guide plate even for a system constituted by a finite number of discrete illumination systems. It is good also as such.

1 湾曲部、 2 挿入部、 5 導光板、 10 撮像部、
11 対物レンズ、 21 一端部、 22、23 他端部(透明カバー)、
31、32、33 前方照明部、 41、42、43、44 後方照明部、
48 ライトガイドファイバーバンドル、 49 傾斜ミラー、
100、300、500、600 内視鏡用装置、 A1 光学軸、
C1 出射軸、 d1 撮像体距離、 d2 照明部間距離、
dN 観察距離、 F 撮像面、 I1、I2 画像、
L1、L2、L3 距離、 P1、P2、P3 点、 Rb、Rf 光量、
E1、E2、Z1、Z2、Z21、Z23 領域、
α 出射角度、 θ、θ2 配光角度、 ω 半画角。
1 bending part, 2 insertion part, 5 light guide plate, 10 imaging part,
11 objective lens, 21 one end, 22, 23 other end (transparent cover),
31, 32, 33 Front illumination part 41, 42, 43, 44 Rear illumination part,
48 light guide fiber bundle, 49 tilt mirror,
100, 300, 500, 600 Endoscopic device, A1 optical axis,
C1 emission axis, d1 imaging body distance, d2 distance between illumination parts,
dN observation distance, F imaging surface, I1, I2 image,
L1, L2, L3 distance, P1, P2, P3 points, Rb, Rf light quantity,
E1, E2, Z1, Z2, Z21, Z23 region,
α Output angle, θ, θ2 Light distribution angle, ω Half angle of view.

Claims (6)

被検体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に連結される湾曲部と、
撮像した画像の歪曲特性を補正可能な撮像光学系と、
前記挿入部の先端部に設けられた前方照明光学系と、
前記前方照明光学系よりも前記湾曲部に近い位置に設けられた後方照明光学系と、を備え、
前記前方照明光学系及び前記後方照明光学系が、出射する光量を独立に制御し、
前記後方照明光学系は、前記撮像光学系の視野内において、前記挿入部の射影領域の外側を照射するように、照明光を出射する内視鏡用装置。
An insertion part to be inserted into the subject;
A bending portion coupled to the insertion portion;
An imaging optical system capable of correcting distortion characteristics of the captured image;
A front illumination optical system provided at the distal end of the insertion portion;
A rear illumination optical system provided at a position closer to the curved portion than the front illumination optical system, and
The front illumination optical system and the rear illumination optical system independently control the amount of light emitted,
The apparatus for endoscope which emits illumination light so that the back illumination optical system may irradiate the outside of the projection area of the insertion part within the field of view of the imaging optical system.
前記前方照明光学系が前記撮像光学系の視野内において照射する領域を照射領域とすると、
前記後方照明光学系の出射軸が、前記照射領域の内側を通過することを特徴とする請求項1に記載される内視鏡用装置。
When the area illuminated by the front illumination optical system within the field of view of the imaging optical system is an irradiation area,
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein an emission axis of the rear illumination optical system passes inside the irradiation region.
前記撮像光学系は対物レンズを含み、
前記対物レンズの半画角をωとし、
撮像対象と前記先端部との距離をdとし、
前記後方照明光学系が発光すると、前記撮像対象における撮像面内において、前記対物レンズの光軸から、照度が最大となる位置までの距離をΔ(d)とし、
前記対物レンズの最高解像力が得られる観察距離をdNとすると、
が成り立つことを特徴とする請求項1に記載される内視鏡用装置。
The imaging optical system includes an objective lens,
The half angle of view of the objective lens is ω,
The distance between the imaging target and the tip is d,
When the rear illumination optical system emits light, the distance from the optical axis of the objective lens to the position where the illuminance is maximum is Δ (d) in the imaging surface of the imaging target,
If the observation distance at which the maximum resolution of the objective lens is obtained is dN,
The endoscopic device according to claim 1, wherein:
観察距離dNの面内Δ(dN)において、
前記前方照明光学系による照度をIfと、
前記後方照明光学系による照度をIbとすると、
2≦Ib/If
を満たすことを特徴とするとする請求項1に記載される内視鏡用装置。
In the in-plane Δ (dN) of the observation distance dN,
Illuminance by the front illumination optical system is If,
When the illuminance by the rear illumination optical system is Ib,
2 ≦ Ib / If
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein:
Ib/If≦8
を満たすことを特徴とする請求項4に記載の内視鏡用装置。
Ib / If ≦ 8
The endoscope apparatus according to claim 4, wherein:
請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の内視鏡用装置を備える内視鏡。   An endoscope comprising the endoscope device according to any one of claims 1 to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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