JP2994229B2 - 内視鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体等の被検体内を検
査する場合に用いられる内視鏡に関するものである。
査する場合に用いられる内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の内視鏡は、被検体内に挿
入される挿入部の先端部に対物レンズを備えており、こ
の対物レンズを通して被検体内を観察できるようになっ
ている。また、この種の内視鏡は前述した挿入部の先端
部に照明レンズを備えており、この照明レンズから出射
する照明光で対物レンズの観察視野を照明するようにな
っている。
入される挿入部の先端部に対物レンズを備えており、こ
の対物レンズを通して被検体内を観察できるようになっ
ている。また、この種の内視鏡は前述した挿入部の先端
部に照明レンズを備えており、この照明レンズから出射
する照明光で対物レンズの観察視野を照明するようにな
っている。
【０００３】ところで、このような内視鏡では対物レン
ズの視野角が１２０°程度であることから、広角度でむ
らのない照明特性が要求され、このような要求を満たす
ために従来では照明レンズを１枚の凹レンズで構成して
いる。
ズの視野角が１２０°程度であることから、広角度でむ
らのない照明特性が要求され、このような要求を満たす
ために従来では照明レンズを１枚の凹レンズで構成して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、照明レ
ンズを１枚の凹レンズで構成すると、図１４に示すよう
に照明光の照明半値幅が６０〜７０°と狭くなる。ま
た、挿入部の最も先端側に位置する凹レンズは内視鏡の
使用上の理由から挿入部の先端側のレンズ面が平面また
は平面に近い形状となり、このような平凹レンズは光学
的自由度が、第１面の曲率半径、レンズ厚、ガラス屈折
率の３つであることから、レンズのみでの広角照明に限
界があると共にレンズ直径が大きくなり、挿入部の細径
化に支障を来すという問題があった。
ンズを１枚の凹レンズで構成すると、図１４に示すよう
に照明光の照明半値幅が６０〜７０°と狭くなる。ま
た、挿入部の最も先端側に位置する凹レンズは内視鏡の
使用上の理由から挿入部の先端側のレンズ面が平面また
は平面に近い形状となり、このような平凹レンズは光学
的自由度が、第１面の曲率半径、レンズ厚、ガラス屈折
率の３つであることから、レンズのみでの広角照明に限
界があると共にレンズ直径が大きくなり、挿入部の細径
化に支障を来すという問題があった。
【０００５】さらに、被照明面に最も近い凹レンズ（平
凹レンズ）の第１面の曲率半径が照明特性に直接影響を
及ぼすため、ライトガイドの大径化による光量増大策を
取れないという問題もあった。
凹レンズ）の第１面の曲率半径が照明特性に直接影響を
及ぼすため、ライトガイドの大径化による光量増大策を
取れないという問題もあった。
【０００６】本発明は上述した事情に基づいてなされた
もので、その目的は照明レンズの体格を小型化し、照明
特性を向上させることのできる内視鏡を提供することに
ある。
もので、その目的は照明レンズの体格を小型化し、照明
特性を向上させることのできる内視鏡を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被検
体内に挿入される挿入部の先端部に照明レンズを有する
内視鏡において、前記照明レンズを２枚の凸レンズで構
成し、これらの２枚の凸レンズのうち前記挿入部の基端
側に位置する凸レンズの屈折力をＰ１、前記挿入部の先
端側に位置する凸レンズの屈折力をＰ２、前記２枚の凸
レンズの合成焦点距離をｆ、前記挿入部の先端部に照明
光を導くライトガイドの半径をｒ、前記ライトガイドの
先端から前記照明レンズの主点位置までの距離をｓとし
たとき、ｓ＞ｆのときには (1) ｆ／ｒ＜１．１ (2) ０．４＜（Ｐ１／Ｐ２）＜０．９ ｓ≦ｆのときには (3) ｆ／ｒ＜１．３ (4) ０．３５＜（Ｐ１／Ｐ２）＜２．３５ が成立することを特徴とするものである。
体内に挿入される挿入部の先端部に照明レンズを有する
内視鏡において、前記照明レンズを２枚の凸レンズで構
成し、これらの２枚の凸レンズのうち前記挿入部の基端
側に位置する凸レンズの屈折力をＰ１、前記挿入部の先
端側に位置する凸レンズの屈折力をＰ２、前記２枚の凸
レンズの合成焦点距離をｆ、前記挿入部の先端部に照明
光を導くライトガイドの半径をｒ、前記ライトガイドの
先端から前記照明レンズの主点位置までの距離をｓとし
たとき、ｓ＞ｆのときには (1) ｆ／ｒ＜１．１ (2) ０．４＜（Ｐ１／Ｐ２）＜０．９ ｓ≦ｆのときには (3) ｆ／ｒ＜１．３ (4) ０．３５＜（Ｐ１／Ｐ２）＜２．３５ が成立することを特徴とするものである。
【０００８】請求項２の発明は、前記挿入部の先端側に
配置された凸レンズが前記挿入部の先端側に曲率半径が
無限大のレンズ面を有することを特徴とするものであ
る。請求項３の発明は、前記照明レンズの像側焦点位置
から前記ライトガイドの光出射面に共役な前記照明レン
ズの近軸結像位置までの距離をｄ′、前記ライトガイド
を構成する光のファイバの平均充填距離をＬ、前記ライ
トガイドの照明プロファイルで決まる前記照明レンズの
像側Ｆ値をＦ′、物体高さの歪曲を考慮した前記照明レ
ンズの倍率をｍ′、前記照明レンズの像側焦点位置から
被照明面までの距離をｘとしたとき、 ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） が成立することを特徴とするものである。
配置された凸レンズが前記挿入部の先端側に曲率半径が
無限大のレンズ面を有することを特徴とするものであ
る。請求項３の発明は、前記照明レンズの像側焦点位置
から前記ライトガイドの光出射面に共役な前記照明レン
ズの近軸結像位置までの距離をｄ′、前記ライトガイド
を構成する光のファイバの平均充填距離をＬ、前記ライ
トガイドの照明プロファイルで決まる前記照明レンズの
像側Ｆ値をＦ′、物体高さの歪曲を考慮した前記照明レ
ンズの倍率をｍ′、前記照明レンズの像側焦点位置から
被照明面までの距離をｘとしたとき、 ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） が成立することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】請求項１及び請求項２の発明では、照明レンズ
から出射する照明光の照明半値幅が１００°以上とな
る。請求項３の発明では、照明レンズから出射する照明
光の照明半値幅が１００°以上になるとともに、ライト
ガイドの光出射面が被照射面に結像されることがない。
から出射する照明光の照明半値幅が１００°以上とな
る。請求項３の発明では、照明レンズから出射する照明
光の照明半値幅が１００°以上になるとともに、ライト
ガイドの光出射面が被照射面に結像されることがない。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１乃至図７
を参照して説明する。図１において、１は本発明の第１
の実施例に係る内視鏡のユニバーサルコードであり、こ
のユニバーサルコード１の先端部には、図示しない光源
装置等に接続されるコネクタ２が設けられている。一
方、ユニバーサルコード１の基端部には操作部３が設け
られ、この操作部３の先端には生体等の被検体内に挿入
される細管状の挿入部４が連設されている。
を参照して説明する。図１において、１は本発明の第１
の実施例に係る内視鏡のユニバーサルコードであり、こ
のユニバーサルコード１の先端部には、図示しない光源
装置等に接続されるコネクタ２が設けられている。一
方、ユニバーサルコード１の基端部には操作部３が設け
られ、この操作部３の先端には生体等の被検体内に挿入
される細管状の挿入部４が連設されている。
【００１１】前記挿入部４は例えば可撓性を有するチュ
ーブ状部材で構成されており、この挿入部４の内部に
は、光源装置で発生した照明光を挿入部４の先端部に導
くライトガイド５（図１参照）が組み込まれている。こ
のライトガイド５は例えば複数本の光ファイバで構成さ
れており、これらの光ファイバから出射した照明光は、
挿入部４の先端部に設けられた照明レンズ６（図２参
照）に入射するようになっている。
ーブ状部材で構成されており、この挿入部４の内部に
は、光源装置で発生した照明光を挿入部４の先端部に導
くライトガイド５（図１参照）が組み込まれている。こ
のライトガイド５は例えば複数本の光ファイバで構成さ
れており、これらの光ファイバから出射した照明光は、
挿入部４の先端部に設けられた照明レンズ６（図２参
照）に入射するようになっている。
【００１２】前記照明レンズ６は２枚の凸レンズ７，８
で構成されており、これらの凸レンズ７，８のうち挿入
部４の基端側に位置する凸レンズ７は、照明光が入射す
るレンズ面７ａの曲率半径がｒ1 ＝＋2.1 ｍｍで、照明
光が出射するレンズ面７ｂの曲率半径がｒ2 ＝−2.1 ｍ
ｍとなっている。また、この凸レンズ７はレンズ厚ｄ1
＝1.4 ｍｍ、屈折率ｎ＝1.883 、焦点距離ｆ1 ＝1.4094
ｍｍ、倍率ｍ1 ＝2.46、有効口径Ｄ1 ＝1.8 ｍｍのレン
ズ特性を有している。
で構成されており、これらの凸レンズ７，８のうち挿入
部４の基端側に位置する凸レンズ７は、照明光が入射す
るレンズ面７ａの曲率半径がｒ1 ＝＋2.1 ｍｍで、照明
光が出射するレンズ面７ｂの曲率半径がｒ2 ＝−2.1 ｍ
ｍとなっている。また、この凸レンズ７はレンズ厚ｄ1
＝1.4 ｍｍ、屈折率ｎ＝1.883 、焦点距離ｆ1 ＝1.4094
ｍｍ、倍率ｍ1 ＝2.46、有効口径Ｄ1 ＝1.8 ｍｍのレン
ズ特性を有している。
【００１３】一方、挿入部４の先端側に位置する凸レン
ズ８は、照明光が入射するレンズ面８ａの曲率半径がｒ
3 ＝＋0.97ｍｍで、照明光が出射するレンズ面８ｂの曲
率半径がｒ4 ＝∞（無限大）となっている。また、この
凸レンズ８はレンズ厚ｄ2 ＝1.3 ｍｍ、屈折率ｎ＝1.88
3 、焦点距離ｆ2 ＝1.0986ｍｍ、倍率ｍ2 ＝0.6368、有
効口径Ｄ2 ＝1.4 ｍｍのレンズ特性を有している。
ズ８は、照明光が入射するレンズ面８ａの曲率半径がｒ
3 ＝＋0.97ｍｍで、照明光が出射するレンズ面８ｂの曲
率半径がｒ4 ＝∞（無限大）となっている。また、この
凸レンズ８はレンズ厚ｄ2 ＝1.3 ｍｍ、屈折率ｎ＝1.88
3 、焦点距離ｆ2 ＝1.0986ｍｍ、倍率ｍ2 ＝0.6368、有
効口径Ｄ2 ＝1.4 ｍｍのレンズ特性を有している。
【００１４】なお、図示を省略したが、挿入部４の先端
部には被検体内を観察するための対物レンズが設けられ
ている。上記のように構成される本発明の第１の実施例
に係る内視鏡では、凸レンズ７の焦点距離をｆ1 （＝1.
4094ｍｍ）、凸レンズ８の焦点距離をｆ2 （＝1.0986ｍ
ｍ）、凸レンズ７と凸レンズ８の主点間距離をΔとする
と、凸レンズ７，８の合成焦点距離ｆは、
部には被検体内を観察するための対物レンズが設けられ
ている。上記のように構成される本発明の第１の実施例
に係る内視鏡では、凸レンズ７の焦点距離をｆ1 （＝1.
4094ｍｍ）、凸レンズ８の焦点距離をｆ2 （＝1.0986ｍ
ｍ）、凸レンズ７と凸レンズ８の主点間距離をΔとする
と、凸レンズ７，８の合成焦点距離ｆは、
【００１５】
【数１】 で表される。
【００１６】ここで、凸レンズ７と凸レンズ８の主点間
距離Δは、凸レンズ７のレンズ面７ｂから凸レンズ８の
レンズ面８ａまでの距離をｄ3 （＝0.3 ｍｍ）、凸レン
ズ７のレンズ面７ｂから凸レンズ７の被照明側主点位置
までの距離ｄ′H1、凸レンズ８のレンズ面８ｂから凸レ
ンズ８の光入射側主点位置までの距離ｄH2とすると、
距離Δは、凸レンズ７のレンズ面７ｂから凸レンズ８の
レンズ面８ａまでの距離をｄ3 （＝0.3 ｍｍ）、凸レン
ズ７のレンズ面７ｂから凸レンズ７の被照明側主点位置
までの距離ｄ′H1、凸レンズ８のレンズ面８ｂから凸レ
ンズ８の光入射側主点位置までの距離ｄH2とすると、
【００１７】
【数２】 で表され、凸レンズ７のレンズ面７ｂから凸レンズ７の
被照明側主点位置までの距離ｄ′H1および凸レンズ８の
レンズ面８ｂから凸レンズ８の光入射側主点位置までの
距離ｄH2は、
被照明側主点位置までの距離ｄ′H1および凸レンズ８の
レンズ面８ｂから凸レンズ８の光入射側主点位置までの
距離ｄH2は、
【００１８】
【数３】 で表されるので、凸レンズ７，８の合成焦点距離ｆはｆ
＝0.8761ｍｍとなる。
＝0.8761ｍｍとなる。
【００１９】一方、ライトガイド５の光出射面から凸レ
ンズ７のレンズ面７ａまでの距離をｄ4 （＝0.4 ｍ
ｍ）、凸レンズ７のレンズ面７ａから凸レンズ７の主点
位置までの距離をｄH1、凸レンズ７の主点位置から凸レ
ンズ７，８の合成主点位置までの距離をｄX とすると、
凸レンズ７，８の合成主点位置からライトガイド５の光
出射面までの距離Ｓは、
ンズ７のレンズ面７ａまでの距離をｄ4 （＝0.4 ｍ
ｍ）、凸レンズ７のレンズ面７ａから凸レンズ７の主点
位置までの距離をｄH1、凸レンズ７の主点位置から凸レ
ンズ７，８の合成主点位置までの距離をｄX とすると、
凸レンズ７，８の合成主点位置からライトガイド５の光
出射面までの距離Ｓは、
【００２０】
【数４】 で表される。
【００２１】ここで、凸レンズ７のレンズ面７ａから凸
レンズ７の主点位置までの距離をｄH1および凸レンズ７
の主点位置から凸レンズ７，８の合成主点位置までの距
離ｄX は、
レンズ７の主点位置までの距離をｄH1および凸レンズ７
の主点位置から凸レンズ７，８の合成主点位置までの距
離ｄX は、
【００２２】
【数５】 で表されるので、凸レンズ７，８の合成主点位置からラ
イトガイド５の光出射面までの距離ＳはＳ＝1.431 ｍｍ
となり、凸レンズ７，８の合成焦点距離ｆ（＝0.8761ｍ
ｍ）よりも大きくなる。これによりライトガイド５から
凸レンズ７に入射した照明光は、図３に示すように、拡
散光となって凸レンズ８から出射するので、広角度の照
明特性を得ることができる。
イトガイド５の光出射面までの距離ＳはＳ＝1.431 ｍｍ
となり、凸レンズ７，８の合成焦点距離ｆ（＝0.8761ｍ
ｍ）よりも大きくなる。これによりライトガイド５から
凸レンズ７に入射した照明光は、図３に示すように、拡
散光となって凸レンズ８から出射するので、広角度の照
明特性を得ることができる。
【００２３】また、本発明の第１の実施例に係る内視鏡
では、ライトガイド５の直径をＤLG（＝1.6 ｍｍ）、ラ
イトガイド５の開口角をα（＝40°）、ライトガイド５
の光出射面から凸レンズ７のレンズ面７ａまでの距離を
ｄ4 （＝0.4 ｍｍ）、凸レンズ７の有効口径をＤ1 とす
ると、ライトガイド５から凸レンズ７に入射する照明光
の入射効率Ｅは、
では、ライトガイド５の直径をＤLG（＝1.6 ｍｍ）、ラ
イトガイド５の開口角をα（＝40°）、ライトガイド５
の光出射面から凸レンズ７のレンズ面７ａまでの距離を
ｄ4 （＝0.4 ｍｍ）、凸レンズ７の有効口径をＤ1 とす
ると、ライトガイド５から凸レンズ７に入射する照明光
の入射効率Ｅは、
【００２４】
【数６】 で表される。
【００２５】ここで、凸レンズ７の有効口径をＤ1 ＝1.
8 ｍｍとすると、凸レンズ７にはＥ＝99.5％の照明光が
入射することになるので、ライトガイド５から出射した
照明光を凸レンズ７に効率的に入射させることができ、
凸レンズ７に入射した照明光によって被検体内の観察部
位を明るく照明することができる。
8 ｍｍとすると、凸レンズ７にはＥ＝99.5％の照明光が
入射することになるので、ライトガイド５から出射した
照明光を凸レンズ７に効率的に入射させることができ、
凸レンズ７に入射した照明光によって被検体内の観察部
位を明るく照明することができる。
【００２６】また、本発明の第１の実施例に係る内視鏡
では、凸レンズ７，８の合成焦点距離をｆ（＝0.8761ｍ
ｍ）とすると、凸レンズ８から出射する照明光の配光角
度θは、
では、凸レンズ７，８の合成焦点距離をｆ（＝0.8761ｍ
ｍ）とすると、凸レンズ８から出射する照明光の配光角
度θは、
【００２７】
【数７】 となるので、被検体内の観察部位を広範囲に照明するこ
とができる。
とができる。
【００２８】さらに、本発明の第１の実施例に係る内視
鏡では、凸レンズ７，８の合成焦点距離をｆ（＝0.8761
ｍｍ）、凸レンズ７，８の合成主点位置からライトガイ
ド５の光出射面までの距離Ｓ（＝1.431 ｍｍ）とする
と、照明レンズ６の像側焦点位置からライトガイド５の
光出射面に共役な照明レンズ６の被照明面側の近軸結像
位置までの距離ｄ′は
鏡では、凸レンズ７，８の合成焦点距離をｆ（＝0.8761
ｍｍ）、凸レンズ７，８の合成主点位置からライトガイ
ド５の光出射面までの距離Ｓ（＝1.431 ｍｍ）とする
と、照明レンズ６の像側焦点位置からライトガイド５の
光出射面に共役な照明レンズ６の被照明面側の近軸結像
位置までの距離ｄ′は
【００２９】
【数８】 で表される。
【００３０】ここで、物体高さの歪曲を考慮した凸レン
ズ７，８の合成倍率をｍ′（＝1.578 ）、ライトガイド
５の照明プロファイルで決まる凸レンズ７，８の像側合
成Ｆ値をＦ′（＝2.167 ）、ライトガイド５を構成する
光ファイバの平均充填距離をＬ（＝0.023 ｍｍ）とする
と、照明レンズ６の像側焦点位置から被照明面までの距
離ｘが ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） のときには、ライトガイド５の光出射面が被照射面に結
像されるようなことがなく、観察に支障を来たすことも
ない。
ズ７，８の合成倍率をｍ′（＝1.578 ）、ライトガイド
５の照明プロファイルで決まる凸レンズ７，８の像側合
成Ｆ値をＦ′（＝2.167 ）、ライトガイド５を構成する
光ファイバの平均充填距離をＬ（＝0.023 ｍｍ）とする
と、照明レンズ６の像側焦点位置から被照明面までの距
離ｘが ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） のときには、ライトガイド５の光出射面が被照射面に結
像されるようなことがなく、観察に支障を来たすことも
ない。
【００３１】なお、ライトガイド５を構成する光ファイ
バの平均充填距離（ライトガイドを構成する光ファイバ
相互の間隔を代表する値）Ｌは、ライトガイド５の直径
をＤLG（＝1.6 ｍｍ）、ライトガイド５を構成する光フ
ァイバの本数をｎ（＝4500本）とすると、
バの平均充填距離（ライトガイドを構成する光ファイバ
相互の間隔を代表する値）Ｌは、ライトガイド５の直径
をＤLG（＝1.6 ｍｍ）、ライトガイド５を構成する光フ
ァイバの本数をｎ（＝4500本）とすると、
【００３２】
【数９】 で求められる。
【００３３】また、本発明の第１の実施例に係る内視鏡
では、凸レンズ７，８で構成される照明レンズ６の焦点
距離ｆとライトガイド５の半径ｒとの比をｆ／ｒ＜1.1
、凸レンズ７の屈折力Ｐ１と凸レンズ８の屈折力Ｐ２
との比を0.4 ＜（Ｐ２／Ｐ１）＜0.9 とすると、図４お
よび図５に示すように、照明レンズ６から出射する照明
光の照明半値幅が100 °以上となるので、広角度の照明
特性を得ることができる。
では、凸レンズ７，８で構成される照明レンズ６の焦点
距離ｆとライトガイド５の半径ｒとの比をｆ／ｒ＜1.1
、凸レンズ７の屈折力Ｐ１と凸レンズ８の屈折力Ｐ２
との比を0.4 ＜（Ｐ２／Ｐ１）＜0.9 とすると、図４お
よび図５に示すように、照明レンズ６から出射する照明
光の照明半値幅が100 °以上となるので、広角度の照明
特性を得ることができる。
【００３４】また、本発明の第１の実施例に係る内視鏡
では、ライトガイド５のプロファイルが図６に示す如く
40°の場合、照明レンズ６の配光特性が図７に示す如く
１００〜１２０ °となるので、広角度の照明特性を得
ることができる。
では、ライトガイド５のプロファイルが図６に示す如く
40°の場合、照明レンズ６の配光特性が図７に示す如く
１００〜１２０ °となるので、広角度の照明特性を得
ることができる。
【００３５】次に、本発明の第２の実施例を図８乃至図
１３を参照して説明する。図８において、本発明の第２
の実施例に係る内視鏡のユニバーサルコードであり、こ
のユニバーサルコード１の先端部には、図示しない光源
装置等に接続されるコネクタ２が設けられている。一
方、ユニバーサルコード１の基端部には操作部３が設け
られ、この操作部３の先端には生体等の被検体内に挿入
される細管状の挿入部４が連設されている。
１３を参照して説明する。図８において、本発明の第２
の実施例に係る内視鏡のユニバーサルコードであり、こ
のユニバーサルコード１の先端部には、図示しない光源
装置等に接続されるコネクタ２が設けられている。一
方、ユニバーサルコード１の基端部には操作部３が設け
られ、この操作部３の先端には生体等の被検体内に挿入
される細管状の挿入部４が連設されている。
【００３６】前記挿入部４は例えば可撓性を有するチュ
ーブ状部材で構成されており、この挿入部４の内部に
は、光源装置で発生した照明光を挿入部４の先端部に導
くライトガイド５（図８参照）が組み込まれている。こ
のライトガイド５は例えば複数本の光ファイバで構成さ
れており、これらの光ファイバから出射した照明光は、
挿入部４の先端部に設けられた照明レンズ６（図９参
照）に入射するようになっている。
ーブ状部材で構成されており、この挿入部４の内部に
は、光源装置で発生した照明光を挿入部４の先端部に導
くライトガイド５（図８参照）が組み込まれている。こ
のライトガイド５は例えば複数本の光ファイバで構成さ
れており、これらの光ファイバから出射した照明光は、
挿入部４の先端部に設けられた照明レンズ６（図９参
照）に入射するようになっている。
【００３７】前記照明レンズ６は２枚の凸レンズ９，１
０で構成されており、これらの凸レンズ９，１０のうち
挿入部４の基端側に位置する凸レンズ９は、照明光が入
射するレンズ面９ａの曲率半径がｒ1 ＝＋1.6 ｍｍで、
照明光が出射するレンズ面９ｂの曲率半径がｒ2 ＝−6.
0 ｍｍとなっている。また、この凸レンズ９はレンズ厚
がｄ1 ＝0.75ｍｍ、屈折率ｎ＝1.883 、焦点距離ｆ1 ＝
1.4999ｍｍ、倍率ｍ1＝1.0622、有効口径Ｄ1 ＝1.8 ｍ
ｍのレンズ特性を有している。
０で構成されており、これらの凸レンズ９，１０のうち
挿入部４の基端側に位置する凸レンズ９は、照明光が入
射するレンズ面９ａの曲率半径がｒ1 ＝＋1.6 ｍｍで、
照明光が出射するレンズ面９ｂの曲率半径がｒ2 ＝−6.
0 ｍｍとなっている。また、この凸レンズ９はレンズ厚
がｄ1 ＝0.75ｍｍ、屈折率ｎ＝1.883 、焦点距離ｆ1 ＝
1.4999ｍｍ、倍率ｍ1＝1.0622、有効口径Ｄ1 ＝1.8 ｍ
ｍのレンズ特性を有している。
【００３８】一方、挿入部４の先端側に位置する凸レン
ズ１０は、照明光が入射するレンズ面１０ａの曲率半径
がｒ3 ＝＋1.6 ｍｍで、照明光が出射するレンズ面１０
ｂの曲率半径がｒ4 ＝∞（無限大）となっている。ま
た、この凸レンズ１０はレンズ厚ｄ2 ＝1.3 ｍｍ、屈折
率ｎ＝1.883 、焦点距離ｆ2 ＝1.812 ｍｍ、倍率ｍ2 ＝
1.4058、有効口径Ｄ2 ＝1.4 ｍｍのレンズ特性を有して
いる。
ズ１０は、照明光が入射するレンズ面１０ａの曲率半径
がｒ3 ＝＋1.6 ｍｍで、照明光が出射するレンズ面１０
ｂの曲率半径がｒ4 ＝∞（無限大）となっている。ま
た、この凸レンズ１０はレンズ厚ｄ2 ＝1.3 ｍｍ、屈折
率ｎ＝1.883 、焦点距離ｆ2 ＝1.812 ｍｍ、倍率ｍ2 ＝
1.4058、有効口径Ｄ2 ＝1.4 ｍｍのレンズ特性を有して
いる。
【００３９】なお、図示を省略したが、挿入部４の先端
部には被検体内を観察するための対物レンズが設けられ
ている。上記のように構成される本発明の第２の実施例
に係る内視鏡では、凸レンズ９の焦点距離をｆ1 （＝1.
4999ｍｍ）、凸レンズ１０の焦点距離をｆ2 （＝1.812
ｍｍ）、凸レンズ９と凸レンズ１０の主点間距離をΔと
すると、凸レンズ９，１０の合成焦点距離ｆは、
部には被検体内を観察するための対物レンズが設けられ
ている。上記のように構成される本発明の第２の実施例
に係る内視鏡では、凸レンズ９の焦点距離をｆ1 （＝1.
4999ｍｍ）、凸レンズ１０の焦点距離をｆ2 （＝1.812
ｍｍ）、凸レンズ９と凸レンズ１０の主点間距離をΔと
すると、凸レンズ９，１０の合成焦点距離ｆは、
【００４０】
【数１０】 で表される。
【００４１】ここで、凸レンズ９と凸レンズ１０の主点
間距離Δは、凸レンズ９のレンズ面９ｂから凸レンズ１
０のレンズ面１０ａまでの距離をｄ3 （＝0.1 ｍｍ）、
凸レンズ９のレンズ面９ｂから凸レンズ９の被照明側主
点位置までの距離ｄ′H1、凸レンズ１０のレンズ面１０
ｂから凸レンズ１０の光入射側主点位置までの距離ｄH2
とすると、
間距離Δは、凸レンズ９のレンズ面９ｂから凸レンズ１
０のレンズ面１０ａまでの距離をｄ3 （＝0.1 ｍｍ）、
凸レンズ９のレンズ面９ｂから凸レンズ９の被照明側主
点位置までの距離ｄ′H1、凸レンズ１０のレンズ面１０
ｂから凸レンズ１０の光入射側主点位置までの距離ｄH2
とすると、
【００４２】
【数１１】 で表され、凸レンズ９のレンズ面９ｂから凸レンズ９の
被照明側主点位置までの距離ｄ′H1および凸レンズ１０
のレンズ面１０ｂから凸レンズ１０の光入射側主点位置
までの距離ｄH2は、
被照明側主点位置までの距離ｄ′H1および凸レンズ１０
のレンズ面１０ｂから凸レンズ１０の光入射側主点位置
までの距離ｄH2は、
【００４３】
【数１２】 で表されるので、凸レンズ９，１０の合成焦点距離ｆは
ｆ＝0.943 ｍｍとなる。
ｆ＝0.943 ｍｍとなる。
【００４４】一方、ライトガイド５の光出射面から凸レ
ンズ９のレンズ面９ａまでの距離をｄ4 （＝0.0 ｍ
ｍ）、凸レンズ９のレンズ面９ａから凸レンズ９の主点
位置までの距離をｄH1、凸レンズ９の主点位置から凸レ
ンズ９，１０の合成主点位置までの距離をｄX とする
と、凸レンズ９，１０の合成主点位置からライトガイド
５の光出射面までの距離Ｓは、
ンズ９のレンズ面９ａまでの距離をｄ4 （＝0.0 ｍ
ｍ）、凸レンズ９のレンズ面９ａから凸レンズ９の主点
位置までの距離をｄH1、凸レンズ９の主点位置から凸レ
ンズ９，１０の合成主点位置までの距離をｄX とする
と、凸レンズ９，１０の合成主点位置からライトガイド
５の光出射面までの距離Ｓは、
【００４５】
【数１３】 で表される。
【００４６】ここで、凸レンズ９のレンズ面９ａから凸
レンズ９の主点位置までの距離をｄH1および凸レンズ９
の主点位置から凸レンズ９，１０の合成主点位置までの
距離ｄX は、
レンズ９の主点位置までの距離をｄH1および凸レンズ９
の主点位置から凸レンズ９，１０の合成主点位置までの
距離ｄX は、
【００４７】
【数１４】 で表されるので、凸レンズ９，１０の合成主点位置から
ライトガイド５の光出射面までの距離ＳはＳ＝0.311 ｍ
ｍとなり、凸レンズ９，１０の合成焦点距離ｆ（＝0.94
3 ｍｍ）よりも小さくなる。これによりライトガイド５
から凸レンズ７に入射した照明光は、図１０に示すよう
に、拡散光となって凸レンズ８から出射するので、広角
度の照明特性を得ることができる。
ライトガイド５の光出射面までの距離ＳはＳ＝0.311 ｍ
ｍとなり、凸レンズ９，１０の合成焦点距離ｆ（＝0.94
3 ｍｍ）よりも小さくなる。これによりライトガイド５
から凸レンズ７に入射した照明光は、図１０に示すよう
に、拡散光となって凸レンズ８から出射するので、広角
度の照明特性を得ることができる。
【００４８】また、本発明の第２の実施例に係る内視鏡
では、ライトガイド５の直径をＤLG（＝1.6 ｍｍ）、ラ
イトガイド５の開口角をα（＝40°）、ライトガイド５
の光出射面から凸レンズ９のレンズ面９ａまでの距離を
ｄ4 （＝0.0 ｍｍ）、凸レンズ９の有効口径をＤ1 とす
ると、ライトガイド５から凸レンズ９に入射する照明光
の入射効率Ｅは、
では、ライトガイド５の直径をＤLG（＝1.6 ｍｍ）、ラ
イトガイド５の開口角をα（＝40°）、ライトガイド５
の光出射面から凸レンズ９のレンズ面９ａまでの距離を
ｄ4 （＝0.0 ｍｍ）、凸レンズ９の有効口径をＤ1 とす
ると、ライトガイド５から凸レンズ９に入射する照明光
の入射効率Ｅは、
【００４９】
【数１５】 で表される。
【００５０】ここで、凸レンズ９の有効口径をＤ1 ＝1.
8 ｍｍとすると、凸レンズ９にはＥ＝100 ％の照明光が
入射することになるので、ライトガイド５から出射した
照明光を凸レンズ９に効率的に入射させることができ、
凸レンズ９に入射した照明光によって被検体内の観察部
位を明るく照明することができる。
8 ｍｍとすると、凸レンズ９にはＥ＝100 ％の照明光が
入射することになるので、ライトガイド５から出射した
照明光を凸レンズ９に効率的に入射させることができ、
凸レンズ９に入射した照明光によって被検体内の観察部
位を明るく照明することができる。
【００５１】また、本発明の第１の実施例に係る内視鏡
では、凸レンズ９，１０の合成焦点距離をｆ（＝0.943
ｍｍ）とすると、凸レンズ１０から出射する照明光の配
光角度θは、
では、凸レンズ９，１０の合成焦点距離をｆ（＝0.943
ｍｍ）とすると、凸レンズ１０から出射する照明光の配
光角度θは、
【００５２】
【数１６】 となるので、被検体内の観察部位を広範囲に照明するこ
とができる。
とができる。
【００５３】さらに、本発明の第２の実施例に係る内視
鏡では、凸レンズ９，１０の合成焦点距離をｆ（＝0.94
3 ｍｍ）、凸レンズ９，１０の合成主点位置からライト
ガイド５の光出射面までの距離Ｓ（＝0.311 ｍｍ）とす
ると、照明レンズ６の像側焦点位置からライトガイド５
の光出射面に共役な照明レンズ６の被照明面側の近軸結
像位置までの距離ｄ′は
鏡では、凸レンズ９，１０の合成焦点距離をｆ（＝0.94
3 ｍｍ）、凸レンズ９，１０の合成主点位置からライト
ガイド５の光出射面までの距離Ｓ（＝0.311 ｍｍ）とす
ると、照明レンズ６の像側焦点位置からライトガイド５
の光出射面に共役な照明レンズ６の被照明面側の近軸結
像位置までの距離ｄ′は
【００５４】
【数１７】 で表される。
【００５５】ここで、物体高さの歪曲を考慮した凸レン
ズ９，１０の合成倍率をｍ′（＝1.492 ）、ライトガイ
ド５の照明プロファイルで決まる凸レンズ９，１０の像
側合成Ｆ値をＦ′（＝2.05）、ライトガイド５を構成す
る光ファイバの平均充填距離をＬ（＝0.023 ｍｍ）とす
ると、照明レンズ６の像側焦点位置から被照明面までの
距離ｘが ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） のときには、ライトガイド５の光出射面が被照射面に結
像されるようなことがなく、観察に支障を来たすことも
ない。
ズ９，１０の合成倍率をｍ′（＝1.492 ）、ライトガイ
ド５の照明プロファイルで決まる凸レンズ９，１０の像
側合成Ｆ値をＦ′（＝2.05）、ライトガイド５を構成す
る光ファイバの平均充填距離をＬ（＝0.023 ｍｍ）とす
ると、照明レンズ６の像側焦点位置から被照明面までの
距離ｘが ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） のときには、ライトガイド５の光出射面が被照射面に結
像されるようなことがなく、観察に支障を来たすことも
ない。
【００５６】また、本発明の第２の実施例に係る内視鏡
では、凸レンズ９，１０で構成される照明レンズ６の焦
点距離ｆとライトガイド５の半径ｒとの比をｆ／ｒ＜1.
1 、凸レンズ９の屈折力Ｐ１と凸レンズ１０の屈折力Ｐ
２との比を0.35＜（Ｐ２／Ｐ１）＜2.35とすると、図１
１および図１２に示すように、照明レンズ６から出射す
る照明光の照明半値幅が100 °以上となるので、広角度
の照明特性を得ることができる。
では、凸レンズ９，１０で構成される照明レンズ６の焦
点距離ｆとライトガイド５の半径ｒとの比をｆ／ｒ＜1.
1 、凸レンズ９の屈折力Ｐ１と凸レンズ１０の屈折力Ｐ
２との比を0.35＜（Ｐ２／Ｐ１）＜2.35とすると、図１
１および図１２に示すように、照明レンズ６から出射す
る照明光の照明半値幅が100 °以上となるので、広角度
の照明特性を得ることができる。
【００５７】また、本発明の第２の実施例に係る内視鏡
では、ライトガイド５のプロファイルが40°の場合、照
明レンズ６の配光特性が図１３に示す如く100 〜120 °
となるので、広角度の照明特性を得ることができる。な
お、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が実施
可能である。
では、ライトガイド５のプロファイルが40°の場合、照
明レンズ６の配光特性が図１３に示す如く100 〜120 °
となるので、広角度の照明特性を得ることができる。な
お、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が実施
可能である。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び請求
項２の発明によれば、照明レンズから出射する照明光の
照明半値幅が１００°以上となるので、内視鏡の照明特
性を向上させることができる。請求項３の発明によれ
ば、ライトガイドの光出射面が被照射面に結像されない
ので、広角度で均一な照明特性を得ることができる。
項２の発明によれば、照明レンズから出射する照明光の
照明半値幅が１００°以上となるので、内視鏡の照明特
性を向上させることができる。請求項３の発明によれ
ば、ライトガイドの光出射面が被照射面に結像されない
ので、広角度で均一な照明特性を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る内視鏡の概略構成
図。
図。
【図２】同実施例に係る内視鏡の照明レンズの構成を示
す図。
す図。
【図３】同実施例に係る内視鏡の作用説明図。
【図４】同実施例に係る内視鏡の照明特性を示す図。
【図５】同実施例に係る内視鏡の照明特性を示す図。
【図６】ライトガイドのプロファイルを示す図。
【図７】同実施例に係る内視鏡の照明特性を示す図。
【図８】本発明の第２の実施例に係る内視鏡の概略構成
図。
図。
【図９】同実施例に係る内視鏡の照明レンズの構成を示
す図。
す図。
【図１０】同実施例に係る内視鏡の作用説明図。
【図１１】同実施例に係る内視鏡の照明特性を示す図。
【図１２】同実施例に係る内視鏡の照明特性を示す図。
【図１３】同実施例に係る内視鏡の照明特性を示す図。
【図１４】従来の内視鏡の照明特性を示す図。
１…ユニバーサルコード ３…操作部 ４…挿入部 ５…ライトガイド ６…照明レンズ ７，８…凸レンズ ９，１０…凸レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】 被検体内に挿入される挿入部の先端部に
照明レンズを有する内視鏡において、前記照明レンズを
２枚の凸レンズで構成し、これらの２枚の凸レンズのう
ち前記挿入部の基端側に位置する凸レンズの屈折力をＰ
１、前記挿入部の先端側に位置する凸レンズの屈折力を
Ｐ２、前記２枚の凸レンズで構成される照明レンズの焦
点距離をｆ、前記挿入部の先端部に照明光を導くライト
ガイドの半径をｒ、前記照明レンズの主点位置から前記
ライトガイドの光出射面までの距離をｓとしたとき、ｓ
＞ｆのときには (1) ｆ／ｒ＜１．１ (2) ０．４＜（Ｐ１／Ｐ２）＜０．９ ｓ≦ｆのときには (3) ｆ／ｒ＜１．３ (4) ０．３５＜（Ｐ１／Ｐ２）＜２．３５ が成立することを特徴とする内視鏡。 - 【請求項２】 前記挿入部の先端側に配置された凸レン
ズは、前記挿入部の先端側に曲率半径が無限大のレンズ
面を有することを特徴とする請求項１記載の内視鏡。 - 【請求項３】 前記照明レンズの像側焦点位置から前記
ライトガイドの光出射面に共役な前記照明レンズの近軸
結像位置までの距離をｄ′、前記ライトガイドを構成す
る光ファイバの平均充填距離をＬ、前記ライトガイドの
照明プロファイルで決まる前記照明レンズの像側Ｆ値を
Ｆ′、物体高さの歪曲を考慮した前記照明レンズの倍率
をｍ′、前記照明レンズの像側焦点位置から被照明面ま
での距離をｘとしたとき、 ｘ＞ｄ′＋２Ｆ′×Ｌ×ｍ′×（｜ｘ／ｄ′｜） が成立することを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7126716A JP2994229B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7126716A JP2994229B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 内視鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320440A JPH08320440A (ja) | 1996-12-03 |
| JP2994229B2 true JP2994229B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14942107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7126716A Expired - Fee Related JP2994229B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 内視鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994229B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11906725B2 (en) | 2019-02-27 | 2024-02-20 | Fujifilm Corporation | Illumination lens, illumination optical system, and endoscope |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4874032B2 (ja) | 2006-08-25 | 2012-02-08 | Ｈｏｙａ株式会社 | 内視鏡照明光学系 |
| JP5133550B2 (ja) | 2006-10-18 | 2013-01-30 | ペンタックスリコーイメージング株式会社 | 手振補正機能付カメラにおけるジャイロセンサ取付構造 |
| JP5389884B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2014-01-15 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用照明光学系及び照明装置 |
| JP2018194746A (ja) * | 2017-05-19 | 2018-12-06 | 富士フイルム株式会社 | 照明用レンズおよび内視鏡用照明光学系 |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP7126716A patent/JP2994229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11906725B2 (en) | 2019-02-27 | 2024-02-20 | Fujifilm Corporation | Illumination lens, illumination optical system, and endoscope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08320440A (ja) | 1996-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |