JP2966563B2 - 内視鏡用照明光学系 - Google Patents
内視鏡用照明光学系Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、先端の中心から外れた
輪帯状の領域の少なくとも一部を覆うようにライトガイ
ドの射出端面を配置して成る内視鏡の特に照明光学系に
関する。
輪帯状の領域の少なくとも一部を覆うようにライトガイ
ドの射出端面を配置して成る内視鏡の特に照明光学系に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内視鏡の照明系では、観察物体の
全域を均一に照明することができるように、ライトガイ
ドの射出端面の前に凹レンズや特開昭５８−９５７０６
号公報に開示された如き凸レンズから成る照明レンズが
配置されている。
全域を均一に照明することができるように、ライトガイ
ドの射出端面の前に凹レンズや特開昭５８−９５７０６
号公報に開示された如き凸レンズから成る照明レンズが
配置されている。
【０００３】図１６は、横軸を配光角，縦軸を視野中心
を基準とした相対照度として、球面状の物体面を均一に
照明することができる理想的な照明光学系を用いて平面
状の物体を照明した際の配光角と配光照度の関係を示し
ている。θを配光角、ＥP を配光角の位置における平面
物体面の照度、ＥS を配光角θの位置における球面物体
面の照度とした場合、平面物体面に対する配光と球面物
体面に対する配光との間には、 ＥP ∽ＥS × cos 3 θ （１） の関係がある。図１６からも分かるように、対物光学系
の画角が広角になればなる程、平面物体観察時には周辺
部の配光が悪くなる。そのため、従来、例えば特開昭６
４−３６１６号により提案された如く、照明レンズとし
て非球面凹レンズを用いて、周辺部の配光状態を改善す
ることが試みられていた。
を基準とした相対照度として、球面状の物体面を均一に
照明することができる理想的な照明光学系を用いて平面
状の物体を照明した際の配光角と配光照度の関係を示し
ている。θを配光角、ＥP を配光角の位置における平面
物体面の照度、ＥS を配光角θの位置における球面物体
面の照度とした場合、平面物体面に対する配光と球面物
体面に対する配光との間には、 ＥP ∽ＥS × cos 3 θ （１） の関係がある。図１６からも分かるように、対物光学系
の画角が広角になればなる程、平面物体観察時には周辺
部の配光が悪くなる。そのため、従来、例えば特開昭６
４−３６１６号により提案された如く、照明レンズとし
て非球面凹レンズを用いて、周辺部の配光状態を改善す
ることが試みられていた。
【０００４】また、図１７は、球面物体面を均一に照明
することのできる理想的な照明光学系の中心を管の中心
軸と一致するように配置した場合の管状物体面と照度の
関係を示している。ＥT を配光角θの位置における管状
物体面の照度とした場合、球面物体面に対する配光と管
状面に対する配光との間には、 ＥT ∽ＥS × sin 3 θ （２） なる関係がある。
することのできる理想的な照明光学系の中心を管の中心
軸と一致するように配置した場合の管状物体面と照度の
関係を示している。ＥT を配光角θの位置における管状
物体面の照度とした場合、球面物体面に対する配光と管
状面に対する配光との間には、 ＥT ∽ＥS × sin 3 θ （２） なる関係がある。
【０００５】上記（１），（２）式から分かることは、
従来の広角の照明系を用いて管腔内の観察を行う場合
は、内視鏡先端に近い管内表面のみが明るくなり過ぎ配
光が均一にならないと言うことである。そこで、従来か
ら細い管腔内を観察するような場合に、管腔内も均一に
照明されるようにするため、ライトガイドを輪帯状に配
置する方法が採用されている。更に、使用される対物光
学系が広角の場合には、図１８（実開昭６４−５４０１
６号）や図１９（実開平２−１０４３１５号）に示すよ
うに、内視鏡本体の外側に向かって光線を曲げるため、
輪帯状の照明レンズを配置したものが知られている。
従来の広角の照明系を用いて管腔内の観察を行う場合
は、内視鏡先端に近い管内表面のみが明るくなり過ぎ配
光が均一にならないと言うことである。そこで、従来か
ら細い管腔内を観察するような場合に、管腔内も均一に
照明されるようにするため、ライトガイドを輪帯状に配
置する方法が採用されている。更に、使用される対物光
学系が広角の場合には、図１８（実開昭６４−５４０１
６号）や図１９（実開平２−１０４３１５号）に示すよ
うに、内視鏡本体の外側に向かって光線を曲げるため、
輪帯状の照明レンズを配置したものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
管腔内観察時には、内視鏡の先端が管の中心軸上に位置
することは殆どなく、図２０に示すように管内面に内視
鏡の先端が接した状態にある場合が多い。そのため、管
内面に接触している側の照明光学系による配光は、内視
鏡先端に近付くに従って管内面と照明系との離間距離が
急激に短くなるため、内視鏡先端に近い管内面は明るく
なり過ぎて観察に支障を来たすという問題があった。
管腔内観察時には、内視鏡の先端が管の中心軸上に位置
することは殆どなく、図２０に示すように管内面に内視
鏡の先端が接した状態にある場合が多い。そのため、管
内面に接触している側の照明光学系による配光は、内視
鏡先端に近付くに従って管内面と照明系との離間距離が
急激に短くなるため、内視鏡先端に近い管内面は明るく
なり過ぎて観察に支障を来たすという問題があった。
【０００７】また、図２１（実開平２−２７１１２）に
示すように、平凸レンズの中心部をくり抜いて作られた
照明レンズの場合には、凸面側の曲率は内視鏡本体の外
径によって制約され、小さな曲率半径を持つレンズは使
用できない。そのため、照明レンズの焦点距離は比較的
長くなって、管腔内では、内視鏡先端に近い管内面部分
まで配光範囲を広げることができず、管内観察には適さ
なかった。
示すように、平凸レンズの中心部をくり抜いて作られた
照明レンズの場合には、凸面側の曲率は内視鏡本体の外
径によって制約され、小さな曲率半径を持つレンズは使
用できない。そのため、照明レンズの焦点距離は比較的
長くなって、管腔内では、内視鏡先端に近い管内面部分
まで配光範囲を広げることができず、管内観察には適さ
なかった。
【０００８】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、特に管内面をほぼ均一に照明することのできる照明
光学系を備えた内視鏡を提供しようとするものである。
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、特に管内面をほぼ均一に照明することのできる照明
光学系を備えた内視鏡を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による内視鏡においては、対物光学系の外周
に、輪帯状の領域の少なくとも一部を満たすようにライ
トガイドの射出端面を配置して成る内視鏡において、前
記ライトガイドの射出端面の前方に、前記内視鏡先端の
中心軸外に曲率中心を持ち、且つ前記中心軸方向に向か
って光を曲げる正の屈折力を有する曲面を備え、前記中
心軸線から離れるにしたがってレンズの厚みが減少する
照明レンズが配置されている。また本発明によれば、前
記ライトガイドの射出端面と前記照明レンズは、好まし
くは、複数に分割され、さらには、前記対物光学系の光
軸に対して非対称な形状を有している。
に、本発明による内視鏡においては、対物光学系の外周
に、輪帯状の領域の少なくとも一部を満たすようにライ
トガイドの射出端面を配置して成る内視鏡において、前
記ライトガイドの射出端面の前方に、前記内視鏡先端の
中心軸外に曲率中心を持ち、且つ前記中心軸方向に向か
って光を曲げる正の屈折力を有する曲面を備え、前記中
心軸線から離れるにしたがってレンズの厚みが減少する
照明レンズが配置されている。また本発明によれば、前
記ライトガイドの射出端面と前記照明レンズは、好まし
くは、複数に分割され、さらには、前記対物光学系の光
軸に対して非対称な形状を有している。
【００１０】
【作用】本発明の作用を説明するに先立ち、図１及び図
２を参照して本発明による内視鏡の要部構成を説明す
る。図中、１は内視鏡本体の中心軸線Ａに沿って配置さ
れた対物光学系、２は対物光学系１の光軸即ち内視鏡本
体の中心軸線Ａを中心とする円周上に輪帯状に配置され
たライトガイド、３はライトガイド２の射出端面の前に
ライトガイド２に対応して配置された輪帯状の照明レン
ズである。この場合、照明レンズ３は正の屈折力を有し
ていて、ライトガイド２の射出端面に対向する曲面の曲
率中心は内視鏡本体の軸線Ａから外れ、照明レンズの内
周の延長線上に近い位置Ａ’にあるように設計されてい
る。
２を参照して本発明による内視鏡の要部構成を説明す
る。図中、１は内視鏡本体の中心軸線Ａに沿って配置さ
れた対物光学系、２は対物光学系１の光軸即ち内視鏡本
体の中心軸線Ａを中心とする円周上に輪帯状に配置され
たライトガイド、３はライトガイド２の射出端面の前に
ライトガイド２に対応して配置された輪帯状の照明レン
ズである。この場合、照明レンズ３は正の屈折力を有し
ていて、ライトガイド２の射出端面に対向する曲面の曲
率中心は内視鏡本体の軸線Ａから外れ、照明レンズの内
周の延長線上に近い位置Ａ’にあるように設計されてい
る。
【００１１】上記の構成により、照明レンズの入射面の
曲率が強くなり焦点距離が短くなるので、ライトガイド
２から出射した光線は内側へ強く曲げられ内視鏡の先端
部が管内面Ｓに接した状態の場合でも、図３に破線で示
した如く管内面を照明する。この例では、照明レンズ３
を出射した光線が強く屈折されて反対側の管内面を照明
するようになっているので、照明レンズ３から観察視野
に入るべき管内面部分の各点までの差が小さくなり、内
視鏡先端に近い管内面部分のみが異常に明るくなるのが
押さえられ、良好な配光状態が得られる。
曲率が強くなり焦点距離が短くなるので、ライトガイド
２から出射した光線は内側へ強く曲げられ内視鏡の先端
部が管内面Ｓに接した状態の場合でも、図３に破線で示
した如く管内面を照明する。この例では、照明レンズ３
を出射した光線が強く屈折されて反対側の管内面を照明
するようになっているので、照明レンズ３から観察視野
に入るべき管内面部分の各点までの差が小さくなり、内
視鏡先端に近い管内面部分のみが異常に明るくなるのが
押さえられ、良好な配光状態が得られる。
【００１２】次に、照明レンズ３の形状についてより詳
細に説明する。図４に示すように、ライトガイド２から
その軸に平行に射出した光線Ｌは、照明レンズ３の第一
面３ａの法線に対してθの角度で照明レンズに入射す
る。ここで、照明レンズ３の屈折力をｎとすると、光線
Ｌはスネルの法則から θ′＝ sin-1（ sinθ／ｎ） （３） の角度で、照明レンズ３を通り、第二面３ｂに対してθ
−θ′の角度で入射し、最終的にθ″の角度で照明レン
ズ３から出射される。このとき、θ″の角度は θ″＝ sin-1｛ｎ sin（θ−θ′）｝ （４） となる。
細に説明する。図４に示すように、ライトガイド２から
その軸に平行に射出した光線Ｌは、照明レンズ３の第一
面３ａの法線に対してθの角度で照明レンズに入射す
る。ここで、照明レンズ３の屈折力をｎとすると、光線
Ｌはスネルの法則から θ′＝ sin-1（ sinθ／ｎ） （３） の角度で、照明レンズ３を通り、第二面３ｂに対してθ
−θ′の角度で入射し、最終的にθ″の角度で照明レン
ズ３から出射される。このとき、θ″の角度は θ″＝ sin-1｛ｎ sin（θ−θ′）｝ （４） となる。
【００１３】ここで、ライトガイド２の高さ（幅）を
Ｈ、照明レンズ３の第一面３ａの曲率半径をＲとする
と、照明レンズ３へのライトガイド２の最も外側からの
光線Ｌの入射角θ0 は θ0 ＝ sin-1（Ｈ／Ｒ） （５） であるから、（３）式よりθ′0 は θ′＝ sin-1（Ｈ／ｎＲ） （６） 又照明レンズから射出される光線Ｌの最大射出角θ″0
は θ″0 ＝ sin-1｛ｎ sin（θ0 −θ′0 ）｝ （７） となる。
Ｈ、照明レンズ３の第一面３ａの曲率半径をＲとする
と、照明レンズ３へのライトガイド２の最も外側からの
光線Ｌの入射角θ0 は θ0 ＝ sin-1（Ｈ／Ｒ） （５） であるから、（３）式よりθ′0 は θ′＝ sin-1（Ｈ／ｎＲ） （６） 又照明レンズから射出される光線Ｌの最大射出角θ″0
は θ″0 ＝ sin-1｛ｎ sin（θ0 −θ′0 ）｝ （７） となる。
【００１４】従って、照明光学系が対物光学系１の視野
範囲を完全にカバーする配光を得るためには、対物光学
系１の半画角ωよりも最大出射角θ0 ″が大きな値を持
てば良いことになる。つまり ω≦θ0 ″ （８） であれば良く、この条件を（７）式によって括めると、 （sin ω／ｎ）≦sin （θ0 −θ0 ′） （９） となる。
範囲を完全にカバーする配光を得るためには、対物光学
系１の半画角ωよりも最大出射角θ0 ″が大きな値を持
てば良いことになる。つまり ω≦θ0 ″ （８） であれば良く、この条件を（７）式によって括めると、 （sin ω／ｎ）≦sin （θ0 −θ0 ′） （９） となる。
【００１５】
【実施例】図５は、本発明に係る内視鏡の第１実施例の
要部構成を示している。この場合、ライトガイド２とし
ては図６に示すような輪帯状のものが使用されており、
ライトガイド２から出射した光線は照明レンズ３により
図示のように内側へ曲げられる。ライトガイド２の高さ
Ｈ＝１mm，外径φour ＝８mm，内径φIN＝６mm，対物光
学系の半画角ω＝６０゜とした時の第１実施例における
照明光学系の数値データは下記の通りである。尚、照明
レンズ３の径方向の位置は丁度ライトガイド２の射出端
面の正面となり、ライトガイド２からその軸に平行に出
射した光が総て照明レンズ３に入射するようになってい
る。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝１．０ ｎ1 ＝１．５１６３３ ν1 ＝６４．１５ ｒ2 ＝−１．０２０ ｄ2 ＝０ ＥＲ＝１．０ θ0 ″＝７０．２゜ （sin ω）／ｎ＝０．５７１ sin （θ0 −θ0 ′）＝０．６２１
要部構成を示している。この場合、ライトガイド２とし
ては図６に示すような輪帯状のものが使用されており、
ライトガイド２から出射した光線は照明レンズ３により
図示のように内側へ曲げられる。ライトガイド２の高さ
Ｈ＝１mm，外径φour ＝８mm，内径φIN＝６mm，対物光
学系の半画角ω＝６０゜とした時の第１実施例における
照明光学系の数値データは下記の通りである。尚、照明
レンズ３の径方向の位置は丁度ライトガイド２の射出端
面の正面となり、ライトガイド２からその軸に平行に出
射した光が総て照明レンズ３に入射するようになってい
る。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝１．０ ｎ1 ＝１．５１６３３ ν1 ＝６４．１５ ｒ2 ＝−１．０２０ ｄ2 ＝０ ＥＲ＝１．０ θ0 ″＝７０．２゜ （sin ω）／ｎ＝０．５７１ sin （θ0 −θ0 ′）＝０．６２１
【００１６】図７は本発明に係る内視鏡の第２実施例の
要部構成を示している。対物光学系１の画角，ライトガ
イド２の形状及び寸法を第１実施例と同じにした場合
の、第２実施例における照明光学系の数値データは下記
の通りである。 ｒ1 ＝１．０ ｄ1 ＝１．０ ｎ1 ＝１．８８３００ ν1 ＝４０．７８ ｒ2 ＝−１．２５０ ｄ2 ＝０ ＥＲ＝１．０ θ0 ″＝６２．９０゜ （sin ω）／ｎ＝０．４６０ sin （θ0 −θ0 ′）＝０．４６９
要部構成を示している。対物光学系１の画角，ライトガ
イド２の形状及び寸法を第１実施例と同じにした場合
の、第２実施例における照明光学系の数値データは下記
の通りである。 ｒ1 ＝１．０ ｄ1 ＝１．０ ｎ1 ＝１．８８３００ ν1 ＝４０．７８ ｒ2 ＝−１．２５０ ｄ2 ＝０ ＥＲ＝１．０ θ0 ″＝６２．９０゜ （sin ω）／ｎ＝０．４６０ sin （θ0 −θ0 ′）＝０．４６９
【００１７】図８は夫々本発明に係る内視鏡の第３実施
例の要部構成を示している。この実施例においては、照
明レンズ３の第一面３ａは非球面であって、その形状
は、対物光学系の光軸Ａをｘ軸に又それに垂直にｙ軸を
とり、ｘ軸と面との交点を原点とする座標系において次
式で表わされるものである。 但し、Ｐ，Ｅ，Ｆ，Ｇ， ・・・・は夫々非球面係数、Ｃは非
球面の光軸上の曲率である。
例の要部構成を示している。この実施例においては、照
明レンズ３の第一面３ａは非球面であって、その形状
は、対物光学系の光軸Ａをｘ軸に又それに垂直にｙ軸を
とり、ｘ軸と面との交点を原点とする座標系において次
式で表わされるものである。 但し、Ｐ，Ｅ，Ｆ，Ｇ， ・・・・は夫々非球面係数、Ｃは非
球面の光軸上の曲率である。
【００１８】対物光学系１の画角，ライトガイド２の形
状及び寸法を第１実施例と同じにした場合の第３実施例
における照明光学系の数値データは下記の通りである。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝１．５ ｎ1 ＝１．７８４７２ ν1 ＝２５．７１ ｒ2 ＝∞（非球面） ｄ0 ＝０ ｒ3 ＝∞ （非球面係数） Ｐ＝１ Ｅ＝０ Ｆ＝−０．３２０×１０-3 ＥＲ＝４ θ0 ″＝７６．９゜
状及び寸法を第１実施例と同じにした場合の第３実施例
における照明光学系の数値データは下記の通りである。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝１．５ ｎ1 ＝１．７８４７２ ν1 ＝２５．７１ ｒ2 ＝∞（非球面） ｄ0 ＝０ ｒ3 ＝∞ （非球面係数） Ｐ＝１ Ｅ＝０ Ｆ＝−０．３２０×１０-3 ＥＲ＝４ θ0 ″＝７６．９゜
【００１９】対物光学系１の画角，ライトガイド２の形
状及び寸法を第１実施例と同じにした場合の第４実施例
における照明光学系の数値データは下記の通りである。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝１．２ ｎ1 ＝１．７８４７２ ν1 ＝２５．７１ ｒ2 ＝∞（非球面） ｄ0 ＝０ ｒ3 ＝∞ （非球面係数） Ｐ1 ＝１ Ｅ＝Ｆ＝０ Ｇ＝−０．１５×１０-4 ＥＲ＝４ θ0 ″＝７６．９゜
状及び寸法を第１実施例と同じにした場合の第４実施例
における照明光学系の数値データは下記の通りである。 ｒ1 ＝∞ ｄ1 ＝１．２ ｎ1 ＝１．７８４７２ ν1 ＝２５．７１ ｒ2 ＝∞（非球面） ｄ0 ＝０ ｒ3 ＝∞ （非球面係数） Ｐ1 ＝１ Ｅ＝Ｆ＝０ Ｇ＝−０．１５×１０-4 ＥＲ＝４ θ0 ″＝７６．９゜
【００２０】上記第３実施例において、照明レンズ３の
非球面は、ライトガイド２から出射された光線が入射す
る部分において、内側から周辺の一部にかけて曲率半径
が徐々に大きくなる部分を含んだ凸レンズ状をなしてい
る。このような非球面を用いることにより、照明レンズ
３の周辺部における光線が第二面３ｂで全反射するのを
防ぎ且つ周辺配光を良くすることができる。更に、照明
レンズ３の周辺部近傍でライトガイド２からの射出光を
急激に内側へ曲げることにより、内視鏡の中心軸線に沿
う前方へも多くの照明光を送ることができ且つ光量ロス
を減らすことができる。従って、管腔内をより一層均一
に照明することが可能となる。
非球面は、ライトガイド２から出射された光線が入射す
る部分において、内側から周辺の一部にかけて曲率半径
が徐々に大きくなる部分を含んだ凸レンズ状をなしてい
る。このような非球面を用いることにより、照明レンズ
３の周辺部における光線が第二面３ｂで全反射するのを
防ぎ且つ周辺配光を良くすることができる。更に、照明
レンズ３の周辺部近傍でライトガイド２からの射出光を
急激に内側へ曲げることにより、内視鏡の中心軸線に沿
う前方へも多くの照明光を送ることができ且つ光量ロス
を減らすことができる。従って、管腔内をより一層均一
に照明することが可能となる。
【００２１】上述の各実施例において、ｒ1 は第二面３
ｂの曲率半径、ｒ2 は第一面３ａの曲率半径、ｒ3 はラ
イトガイド２の射出端面の曲率半径、ＥＲは第二面３ｂ
の高さ（幅）、ｄ1 は照明レンズ３の厚さ、ｄ2 はライ
トガイド２の射出端面と照明レンズ３の間の最小間隔、
ｎ1 は照明レンズ３の屈折率、ν1 は照明レンズ３のア
ッベ数である。
ｂの曲率半径、ｒ2 は第一面３ａの曲率半径、ｒ3 はラ
イトガイド２の射出端面の曲率半径、ＥＲは第二面３ｂ
の高さ（幅）、ｄ1 は照明レンズ３の厚さ、ｄ2 はライ
トガイド２の射出端面と照明レンズ３の間の最小間隔、
ｎ1 は照明レンズ３の屈折率、ν1 は照明レンズ３のア
ッベ数である。
【００２２】以上の各実施例においては、照明レンズ３
は輪帯状をなしているが、この照明レンズは、管腔内で
の配光が実用上問題にならない範囲内ならば、複数個に
分割して用いることもできる。
は輪帯状をなしているが、この照明レンズは、管腔内で
の配光が実用上問題にならない範囲内ならば、複数個に
分割して用いることもできる。
【００２３】図９及び図１０は本発明の第４実施例を示
しており、図９は内視鏡先端の要部正面図、図１０は図
９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。この第４実施例で
は、ライトガイド及び照明レンズが輪帯状ではなく、そ
れらが対物光学系１の周りに四分割して対称に配置され
ている。各照明レンズ３の断面は図１０に示される如
く、前記の第１乃至第３実施例と同様の形状をなしてい
る。この実施例による場合は、ライトガイド及び照明レ
ンズの加工が輪帯状の場合に較べて容易となるという利
点がある。尚、分割数は特に限定されるものではなく、
又各照明光学系の位置は必ずしも対物光学系１の中心に
対して点対称の位置に限定されるものではない。
しており、図９は内視鏡先端の要部正面図、図１０は図
９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。この第４実施例で
は、ライトガイド及び照明レンズが輪帯状ではなく、そ
れらが対物光学系１の周りに四分割して対称に配置され
ている。各照明レンズ３の断面は図１０に示される如
く、前記の第１乃至第３実施例と同様の形状をなしてい
る。この実施例による場合は、ライトガイド及び照明レ
ンズの加工が輪帯状の場合に較べて容易となるという利
点がある。尚、分割数は特に限定されるものではなく、
又各照明光学系の位置は必ずしも対物光学系１の中心に
対して点対称の位置に限定されるものではない。
【００２４】図１１は本発明の第５実施例を示してお
り、この図は内視鏡先端部の要部正面図である。この実
施例においては、内視鏡先端中央部に対物光学系１と各
種の器具等を挿通するための穴４，４が配置され、その
周りに照明レンズ３が配置されている。この場合も、照
明レンズは輪帯状であってもよいし、複数個に分割され
ていてもよい。
り、この図は内視鏡先端部の要部正面図である。この実
施例においては、内視鏡先端中央部に対物光学系１と各
種の器具等を挿通するための穴４，４が配置され、その
周りに照明レンズ３が配置されている。この場合も、照
明レンズは輪帯状であってもよいし、複数個に分割され
ていてもよい。
【００２５】図１２及び図１３は正の屈折力を有するレ
ンズを照明レンズに用いた場合と負の屈折力を有するレ
ンズを照明レンズに用いた場合における配光状態の差異
を説明するための参考例を示している。本参考例におい
ては、図１２に示すように、管内観察に際して内壁面を
重点的に見るのに適するように照明光学系が構成されて
いる。照明レンズ３の断面形状は、曲率中心が対物光学
系１とは反対の側に位置し、正の屈折力を有する形状に
なっている。照明レンズのこの形状により、ライトガイ
ド２から出射した光線のうち、内視鏡の中心部寄りの光
線Ｌc は照明レンズ３の強い屈折作用により大きく外側
へ曲げられて、内視鏡先端に比較的近い管内面部分を照
明することになる。反対に内視鏡の周辺部寄りの光線Ｌ
O は照明レンズ３の屈折作用が殆どないため、管腔内の
比較的遠方を照明することになる。図１３に示すよう
に、管腔内の内視鏡先端部近傍の任意の照明範囲Ｄに対
して、従来の凹レンズ３’による照明では照明レンズ
３’から物体面Ｓまでの距離Ｌ’1 ，Ｌ’2 がＬ’1 ≫
Ｌ’2 となり、内視鏡先端から遠い部分は近い部分に較
べて（Ｌ’1 ／Ｌ’2 ）2 倍で暗くなる。しかしなが
ら、本発明の各実施例で用いているように凸レンズを照
明レンズ３に用いた場合は、照明レンズ３から物体面Ｓ
までの距離Ｌ1 ，Ｌ2 の差が小さくなり、或る範囲では
Ｌ1 ≒Ｌ2 の関係が成り立つため、従来のように凹レン
ズを照明レンズに用いた場合に較べて均一な照明が得ら
れる範囲が広がる。又、内視鏡先端が管内面Ｓに接触し
た状態でも後述の第６実施例に示すように、配向ムラを
殆ど生じさせないようにすることができる。又、照明レ
ンズ３の正の屈折作用の強さを調整することにより、ラ
イトガイド端面の広い範囲からの光を管内面の所望の範
囲内に集束させることもできるので、照明効率もよくな
る。
ンズを照明レンズに用いた場合と負の屈折力を有するレ
ンズを照明レンズに用いた場合における配光状態の差異
を説明するための参考例を示している。本参考例におい
ては、図１２に示すように、管内観察に際して内壁面を
重点的に見るのに適するように照明光学系が構成されて
いる。照明レンズ３の断面形状は、曲率中心が対物光学
系１とは反対の側に位置し、正の屈折力を有する形状に
なっている。照明レンズのこの形状により、ライトガイ
ド２から出射した光線のうち、内視鏡の中心部寄りの光
線Ｌc は照明レンズ３の強い屈折作用により大きく外側
へ曲げられて、内視鏡先端に比較的近い管内面部分を照
明することになる。反対に内視鏡の周辺部寄りの光線Ｌ
O は照明レンズ３の屈折作用が殆どないため、管腔内の
比較的遠方を照明することになる。図１３に示すよう
に、管腔内の内視鏡先端部近傍の任意の照明範囲Ｄに対
して、従来の凹レンズ３’による照明では照明レンズ
３’から物体面Ｓまでの距離Ｌ’1 ，Ｌ’2 がＬ’1 ≫
Ｌ’2 となり、内視鏡先端から遠い部分は近い部分に較
べて（Ｌ’1 ／Ｌ’2 ）2 倍で暗くなる。しかしなが
ら、本発明の各実施例で用いているように凸レンズを照
明レンズ３に用いた場合は、照明レンズ３から物体面Ｓ
までの距離Ｌ1 ，Ｌ2 の差が小さくなり、或る範囲では
Ｌ1 ≒Ｌ2 の関係が成り立つため、従来のように凹レン
ズを照明レンズに用いた場合に較べて均一な照明が得ら
れる範囲が広がる。又、内視鏡先端が管内面Ｓに接触し
た状態でも後述の第６実施例に示すように、配向ムラを
殆ど生じさせないようにすることができる。又、照明レ
ンズ３の正の屈折作用の強さを調整することにより、ラ
イトガイド端面の広い範囲からの光を管内面の所望の範
囲内に集束させることもできるので、照明効率もよくな
る。
【００２６】図１４及び図１５は本発明の第６実施例を
示し、図１４は内視鏡先端部の正面図、図１５は図１４
のXV−XV線に沿う断面図である。この実施例は、観察対
象となる管の径が非常に大きくて内視鏡の中心を管の中
心に置くことができないような場合に適するように照明
光学系を構成した例を示している。即ち、照明レンズ３
は図１４に示す如く対物光学系１の光軸に対して非対称
な形状を有しており、一方が他方に比較して面積が大き
い輪帯状をなしている。照明光学系をこのように構成す
ることによって、図１５に示す如く内視鏡の中心が管腔
の中心に位置しない場合に、管内面Ｓに近い側は小さな
照明系で照明し、管内面Ｓから遠い側は大きな照明系で
照明することができ、管腔内でより均一な配光が得られ
るようになる。又、照明光学系を偏心させることによ
り、対物光学系１の光軸は相対的に管腔の中心方向へ寄
せられる結果となるため、視野内で片ボケの少ない良好
な物体像が得られるという効果もある。
示し、図１４は内視鏡先端部の正面図、図１５は図１４
のXV−XV線に沿う断面図である。この実施例は、観察対
象となる管の径が非常に大きくて内視鏡の中心を管の中
心に置くことができないような場合に適するように照明
光学系を構成した例を示している。即ち、照明レンズ３
は図１４に示す如く対物光学系１の光軸に対して非対称
な形状を有しており、一方が他方に比較して面積が大き
い輪帯状をなしている。照明光学系をこのように構成す
ることによって、図１５に示す如く内視鏡の中心が管腔
の中心に位置しない場合に、管内面Ｓに近い側は小さな
照明系で照明し、管内面Ｓから遠い側は大きな照明系で
照明することができ、管腔内でより均一な配光が得られ
るようになる。又、照明光学系を偏心させることによ
り、対物光学系１の光軸は相対的に管腔の中心方向へ寄
せられる結果となるため、視野内で片ボケの少ない良好
な物体像が得られるという効果もある。
【００２７】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれは、特に管腔
内を観察するのに適する広角の内視鏡を提供することが
でき、而も観察視野の周辺までほぼ均一な配光が得られ
且つ内視鏡先端が管内面に接触した状態でも配光ムラの
少ない良好な配光特性を持つ内視鏡が得られ得る。
内を観察するのに適する広角の内視鏡を提供することが
でき、而も観察視野の周辺までほぼ均一な配光が得られ
且つ内視鏡先端が管内面に接触した状態でも配光ムラの
少ない良好な配光特性を持つ内視鏡が得られ得る。
【図１】本発明による内視鏡の要部構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】図１に示した内視鏡の先端正面図である。
【図３】図１に示した内視鏡の照明光学系による配光の
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図４】本発明に係る照明レンズによる光線の屈折状態
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例の要部構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】ライトガイドの出射端面の正面図である。
【図７】本発明の第２実施例の要部構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第３実施例の要部構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】本発明の第４実施例の要部構成を示す正面図で
ある。
ある。
【図１０】図９のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の第５実施例の要部構成を示す正面図
である。
である。
【図１２】正の屈折力を有するレンズを照明レンズに用
いた参考例を示す図である。
いた参考例を示す図である。
【図１３】従来の負の屈折力を有するレンズで構成され
た照明レンズと本発明に用られているような正の屈折力
を有するレンズで構成された照明レンズとの配光状態の
差異を示す図である。
た照明レンズと本発明に用られているような正の屈折力
を有するレンズで構成された照明レンズとの配光状態の
差異を示す図である。
【図１４】本発明の第６実施例の要部構成を示す正面図
である。
である。
【図１５】図１４のXV−XV線に沿う断面図である。
【図１６】配光角と平面物体面での相対照度との関係を
示す特性線図である。
示す特性線図である。
【図１７】配光角と管状物体面での相対照度との関係を
示す特性線図である。
示す特性線図である。
【図１８】従来の内視鏡の要部構成を示す断面図であ
る。
る。
【図１９】従来の内視鏡の要部構造を示す断面図であ
る。
る。
【図２０】従来の内視鏡の要部構造を示す断面図であ
る。
る。
【図２１】従来の内視鏡の要部構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 対物光学系 ２ ライトガイド ３ 照明レンズ ４ 穴
Claims (3)
- 【請求項１】 対物光学系の外周に、輪帯状の領域の少
なくとも一部を満たすようにライトガイドの射出端面を
配置して成る内視鏡において、前記ライトガイドの射出
端面の前方に、前記内視鏡先端の中心軸外に曲率中心を
持ち、且つ前記中心軸方向に向かって光を曲げる正の屈
折力を有する曲面を備え、前記中心軸線から離れるにし
たがってレンズの厚みが減少する照明レンズを配置した
ことを特徴とする照明光学系。 - 【請求項２】 前記ライトガイドの射出端面と前記照明
レンズが複数に分割されていることを特徴とする請求項
１に記載の照明光学系。 - 【請求項３】 前記ライトガイドの射出端面と前記照明
レンズが、前記対物光学系の光軸に対して非対称な形状
を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明光
学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082358A JP2966563B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 内視鏡用照明光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082358A JP2966563B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 内視鏡用照明光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315121A JPH04315121A (ja) | 1992-11-06 |
| JP2966563B2 true JP2966563B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=13772360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3082358A Expired - Fee Related JP2966563B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 内視鏡用照明光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966563B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5949762B2 (ja) * | 2011-06-20 | 2016-07-13 | コニカミノルタ株式会社 | 照明用ライトガイド保持構造及びホルダー |
| JP6509628B2 (ja) * | 2015-05-12 | 2019-05-08 | Hoya株式会社 | 内視鏡 |
| CN109008913B (zh) * | 2018-08-22 | 2024-07-02 | 重庆金山医疗技术研究院有限公司 | 内窥镜照明系统 |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3082358A patent/JP2966563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315121A (ja) | 1992-11-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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