JP2646716B2 - 照明用光源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内視鏡の光源装置等として用いられ、観察
対象部への照明光の光量調整機構を備えた照明用光源装
置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば内視鏡においては、本体操作部に連結した挿入
部を患者の体内等に挿入して、観察対象部に向けて照明
光を照射することによって、当該観察対象部の像を観察
することができるようになっている。そして、この観察
対象部の光学像をそのままイメージガイドを介して接眼
部にまで導き、該接眼部に接眼することによって肉眼で
観察したりすることができるようにした光学式の内視鏡
と、CCD等の固体撮像素子により光電変換させて、プロ
セッサにより所定の信号処理を行った上で、ブラウン管
等のディスプレイ装置によって観察対象部の画像を表示
させるようにした電子内視鏡とがある。いずれのタイプ
の内視鏡であっても、その照明用の光学系としては、第
８図に示したように、照明光を照射するための光源１
と、該光源１からの照明光を集光させるコンデンサレン
ズ２と、このコンデンサレンズ２によって集光された照
明光を減衰させないようにして伝送するためのライトガ
イド３と、該ライトガイド３の出射端に接続して設けら
れ、観察対象部における所定の範囲に照明を行うための
照明用レンズ４とを有する構成となっている。

ここで、例えば、内視鏡の挿入部の先端に近い位置の
観察を行う場合において、照明が強すぎると、ハレーシ
ョンを起したりして、良好に観察することができなくな
るために、照明光量を絞る必要がある。一方、挿入部の
先端から離れた位置の観察を行う場合には、ある程度強
い照明光を照射しなければ、正確な観察が困難になる。
即ち、観察を行う部位等に応じて、照明光の光量を調整
する必要がある。このために、光源部にその照明光の光
量調整機構を設けるようにしたものは、従来から知られ
ている。

かかる光量調整機構としては、例えば第８図から明ら
かなように、遮光板５を光源１とコンデンサレンズ２と
の間（またはコンデンサレンズ２とライトガイド３との
間）に介在させておき、該遮光板５を光軸と直交する方
向に往復変位させることによって、光源１からの照明光
の光量を調整するようにしたものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前述したような遮光板５を用いると、ライ
トガイド３から照明用レンズ４を介して出射される照明
光が、その全体にわたって均一とはならず、特に第８図
に点線で示したように外周縁部分の光束が少なくなっ
て、暗くなってしまい、照明むらを生じると共に、遮光
板５を光路の外周縁側から中心に向けて進入させるよに
しているので、照明用光学系を構成するコンデンサレン
ズ２における色分散の発生等により、波長の短い青
（Ｂ）の波長光成分が長波長の赤（Ｒ）の波長光成分に
比較してより大きな減衰作用を受けることになって、照
明光の色バランスの崩れて、特に撮像手段を用いて画像
処理を行う場合等においては、その画像における色の再
現性が悪くなるという問題点がある。また、遮光板５の
光路への進入量と遮光量とが比例的に変化せず、このた
めに光量を微細に調整することができないという不都合
もある。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、光源からの照明光の光量を正確
に、しかも光路全体にバランス良く調整することができ
るようにした照明用光源装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、光源ラン
プ及び該光源ランプからの光を平行光となすためのコリ
メート手段とを有する光源部から集光レンズに至る光路
上に反射手段を介装し、この反射手段により照明光の像
を反転させると共に平行光状態にして前記光源部からの
出射光と交差させるようになし、当該光路交差部を斜め
に横切るように可変光路絞り部材を有する光路絞り手段
を介装し、該可変光路絞り部材にほぼ連続的に開口面積
が変化する複数の光透過スリットを並設して、該可変光
路絞り部材を前記光透過スリットの並設方向に向けて移
動させることにより前記光源部からの照明光の光路断面
積を変化させる構成としたことをその特徴とするもので
ある。

［作用］ 前述のように構成することにより、光源部からの光
は、まず光路絞り手段の可変絞り部材に形成した光透過
スリットを通過することにより、部分的に遮光されて、
照明光は平行な縞状の絞り像となる。この絞り像は反射
手段により反射して逆立状態となって、再び可変光路絞
り部材を通過する際に、前述とは反対方向の縞状とな
る。この結果、この可変光路絞り部材を通過した照明光
は、網目状または格子縞状の絞り像となって、集光レン
ズに向けて出射されることになる。このように、網目状
または格子縞状の絞り像を作るようにすることによっ
て、光路の全体にわたって光量が均一で、色バランスが
良好となるように絞ることができるようになる。

しかも、可変光路絞り部材を光透過スリットの並設方
向に移動させることによって、光路断面積を全閉状態か
らほぼ全開状態となるまで連続的に変化させることがで
き、観察対象部に向けて照射される照明光を微細に制御
することができるようになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

まず、第１図は本発明に係る照明用光源装置の全体構
成を示すものであって、図中において、10は照明用の光
源ランプ、11は放物面鏡、12は照明光を集光させるため
のコンデンサレンズ、13は照明光を減衰させないように
して伝送する内視鏡のライトガイドをそれぞれ示す。

光源ランプ10は、放物面鏡11の焦点位置に配設してお
り、これによって該光源ランプ10から照射される照明光
を放物面鏡11に反射させることにより平行光として出射
されるようにしており、この光源ランプ10と放物面鏡11
とにより光源部14が構成されている。そして、この光源
部14とコンデンサレンズ12との間の光路には、一対の球
面鏡、若くは，共焦点楕円面鏡，軸外し放物面鏡等から
なる一対の反射手段15,16が設けられている。

これら反射手段15,16のうち、第１の反射手段15は、
光源部14から照射される照明光の像を倒立状態となるよ
うに反射させるためのものである。また、第２の反射手
段16は、第１の反射手段15の焦点位置より光路の進行方
向前方側に配設されており、該第１の反射手段15からの
反射光を平行光となすと共に、光源部14からの照明光と
直交させるようにするために設けられている。

そして、この光源部14からの出射光と反射手段16から
の反射光との交差部分には、光路絞り手段17が設けられ
ている。この光路絞り手段17は、ステンレス，アルミニ
ウム等のように耐熱部材を長尺の薄膜帯状に形成した可
変光路絞り膜20を有し、該可変光路絞り膜20は光路を斜
めに横切る状態にして装着されている。この可変光路絞
り膜20は、第２図に示したように、当該光路交差部の両
側に装着した一対のリール21,22に巻回されており、こ
れらリール21,22を回転させることにより、可変光路絞
り膜20を光路と同図に矢印で示した方向に移動させるこ
とができるようになっている。

可変光路絞り膜20には、第３図に示したように、所定
角度（例えば45゜）傾斜した状態にして光透過スリット
23が多数形成されている。ここで、光透過スリット23
は、可変光路絞り膜20の長手方向において、均一に設け
られてはいない。即ち、当該長手方向の一側端部近傍位
置は光透過スリットが設けられてはおらず、従って照明
光を透過させない全閉部となっている。また、他側端部
近傍位置には、幅の広い光透過スリット23が短いピッチ
間隔で形成されて、ほぼ完全に照明光を透過させる全開
部となっている。そして、この全閉部と全開部との間に
は、全閉部側から全開部側に向けて光透過スリット23の
幅が順次拡大すると共に相隣接する光透過スリット23,2
3間の間隔が順次狭くなっており、これによって、全閉
部から全開部に向けてほぼ連続的に光透過部の面積が増
大するように変化することになる。

前述のように構成することにより、光源部14を構成す
る光源ランプ10から照射された照明光は、放物面鏡11に
反射することにより平行光となった状態で光路絞り手段
17の可変光路絞り膜20を通過し、第1,第２の反射手段1
5,16で反射して再び光路絞り手段17を通過してコンデン
サレンズ12に入射されるが、このときにおける照明光像
は、第４図に細線で示したように、光路全体が網目状に
絞られることになる。

即ち、第５図（ａ）に示したように、一度可変光路絞
り膜20を通過した光は、第１の反射手段15により反射す
ると共に、第２の反射手段16で反射するが、この第２の
反射手段16からの反射光は光路絞り手段17における元の
位置に投影されることになる。そして、最初に光路絞り
手段17を透過する光は、第５図（ｂ）に示したように、
一方向（図示のものにあっては右方向）に立ち上る斜め
の縞状の光路絞り像となっているが、第１の反射手段15
から第２の反射手段16を経て、再び光路絞り手段17に向
けて進行する際には、光路絞り像の上下が反転して、第
５図（ｃ）に示したように、反対方向（図示のものにあ
っては左方向）に立ち上る斜めの縞状となり、照明光の
絞り像が倒立状態となる。この結果、２度目に光路絞り
手段17を透過してコンデンサレンズ12に向けて出射され
る照明光像は、第４図に示した網目状の絞り像となり、
光路全体にわたって均一な状態で光量に絞りを行うこと
ができるようになるので、観察対象部に向けて照射され
る照明光に部分的な明暗が生じたりすることがない。

而して、光路絞り手段17における可変光路絞り膜20に
は、その長手方向に幅及び間隔が変化する光透過スリッ
ト23が形成されているので、該可変光路絞り膜20を移動
させると、該光透過スリット23により形成される網目状
に形成される光路絞り像における光透過部分の断面積が
変化し、照明光を完全に遮断する全閉状態から、ほぼ完
全に透過させる全開状態になるまで連続的に、しかも微
細に光量の調整を行うことができるようになる。

ここで、CCD等の撮像素子を用いて面順次方式でR,G,B
の各色画像を形成し、この３つの色画像を重ね合せるこ
とによりカラー画像を表示するようにする場合において
は、第６図に示したような赤色の波長領域光のみを透過
させるＲフィルタ域30aと、緑色の波長領域光のみを透
過させるＧフィルタ域30bと、青色の波長領域光のみを
透過させるＢフィルタ域30cとを有する回転カラーフィ
ルタ30を用い、この回転カラーフィルタ30を照明光の光
路に介装する。そして、該回転カラーフィルタ30を回転
させることにより、R,G,Bの各波長光による照明を行う
が、この回転カラーフィルタ30は、第１図に示したよう
に、第1,第２の反射手段15,16間における光源ランプ10
とライトガイド13との共役位置に配設する。この位置に
おいては、照明光の光路が収束することになるので、第
７図に実線で示したように、各色照射光のパルスの変化
が急峻となって、平行光の部分に配設した場合には同図
に点線で示したようになり、これと比較して光量を増大
させることができるようになる。

なお、前述した実施例においては、可変光路絞り部材
としては、可変光路絞り膜に代えて、板状または円板状
のものを用いることもできる。また、光源ランプからの
照明光を平行光とするための手段としては、前述した放
物面鏡に限らず、例えばレンズ等を用いるようにするこ
ともできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、光源部から集光レン
ズに至る光路に、反射手段を設けることにより、光源部
からの出射光に対してこの反射手段からの反射光が倒立
像となる状態にして光源部からの出射光と交差させるよ
うになし、当該光路交差部を横切るようにして、連続的
に開口面積が変化する複数の光透過スリットを並設した
可変光路絞り部材を有する光路絞り手段を配設し、この
可変光路絞り部材を光透過スリットの並設方向に向けて
移動させるように構成したので、照明光の光量を微細
に、しかも光路全体にわたって均一な状態で調整するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図は照明用光源装置の全体構成図、第２図は光
路絞り手段の構成説明図、第３図は可変光路絞り膜の外
観図、第４図は照明光の絞り像の説明図、第５図は照明
光の絞り像の変化を説明するもので、同図（ａ）は照明
光の反射光路の説明図、同図（ｂ）は可変光路絞り膜の
透過時、（ｃ）は可変光路絞り膜への再度の入射時にお
ける照明光の絞り像を示す説明図、第６図は回転カラー
フィルタの構成説明図、第７図は照明光のパルスを示す
線図、第８図は従来技術による光量調整機構の原理説明
図である。 10:光源ランプ、11:放物面鏡、12:コンデンサレンズ、1
3:ライトガイド、14:光源部、15,16:反射手段、17:光路
絞り手段、20:可変光路絞り膜、23:光透過スリット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源ランプ及び該光源ランプからの光を平
   行光となすためのコリメート手段とを有する光源部から
   集光レンズに至る光路上に反射手段を介装し、この反射
   手段により照明光の像を反転させると共に平行光状態に
   して前記光源部からの出射光と交差させるようになし、
   当該光路交差部を斜めに横切るように可変光路絞り部材
   を有する光路絞り手段を介装し、該可変光路絞り部材に
   ほぼ連続的に開口面積が変化する複数の光透過スリット
   を並設して、該可変光路絞り部材を前記光透過スリット
   の並設方向に向けて移動させることにより前記光源部か
   らの照明光の光路断面積を変化させる構成としたことを
   特徴とする照明用光源装置。