JP3366746B2 - ビデオスコープのカメラヘッド - Google Patents
ビデオスコープのカメラヘッドInfo
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- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
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Description
撮像光学系を備えたビデオスコープのカメラヘッドに関
する。
を示す断面図であって、CCD素子21に光像を入射さ
せる撮像光学系22を備えたカメラヘッド23の側面に
照明用光源となる白熱ランプ25が取り付けられ、カメ
ラヘッド23内には、当該撮像光学系22の光軸Xに対
して照明光を同軸的に反射させて被写体に照射させるハ
ーフミラー24が設けられている。
れた照明光がハーフミラー24で反射され、撮像光学系
22の光軸Xに対して同軸的に被写体に照射され、照明
光が照射された被写体の光像が撮像光学系22を介して
CCD素子21で撮像される。
ンプ25は集光効率が低いので、その光を有効に利用す
ることができず、十分な対物照明を得るために必要以上
の明るさのものを用いなければならず、エネルギーロス
が大きいと言う問題があった。このため、集光レンズを
用いることも行われているが、構造上精度が悪いので、
主光線をハーフミラー24にスポット的に照射すること
ができない。光散乱板を設ければ、光の一部は必ずハー
フミラー24の適切なスポットに照射されることになる
が、光拡散のため光の利用効率がさらに低下する。
5に替えて、外部に設けた光源31に接続されたバンド
ルファイバケーブル32の先端をハーフミラー24に対
向して取り付ければ、バンドルファイバケーブル32か
ら出力された光は指向性が高いので、照明光をハーフミ
ラー24に対して精度よく照射することができるが、重
くて剛性の高いバンドルファイバケーブル32をカメラ
ヘッド23に接続することにより、カメラヘッド23の
使い勝手が悪くなると言う問題があった。そこで本発明
は、カメラヘッドに設けられた照明用光源の光を効率良
く集光し、且つ、精度良くハーフミラーに照射して、エ
ネルギーロスの少ない明るい対物照明光が得られるよう
にすることを技術的課題としている。
に、本発明は、光像を入射させる撮像光学系を備えたビ
デオスコープのカメラヘッドであって、側面に形成され
た口金に照明用光源が取り付けられ、その照明光を前記
撮像光学系の光軸と同軸的に反射させて被写体に向けて
照射させるハーフミラーが配設されると共に、前記口金
の光源側開口部とハーフミラー側開口部との間に光モー
ドミキシングフィルタとなるバンドルファイバが設けら
れたことを特徴とする。
口金の光源側開口部とハーフミラー側開口部との間にバ
ンドルファイバからなる光モードミキシングフィルタが
設けられているので、照明用光源から照射された光線の
光モードがミキシング分散され、ハーフミラーに対し光
ファイバの性質に従った一定出射角で光スポットを照射
するので、光散乱が少なく、無駄なく照明光として有効
利用されることとなる。このとき、照明用光源はカメラ
ヘッドに取り付けられているので、カメラヘッドには電
気コードを接続すれば足り、外部照明を導くための重く
て剛性の高いバンドルファイバケーブルを接続する必要
はなく、使い勝手も良い。しかも、請求項2の発明のよ
うに、照明用光源として、集光レンズ付発光ダイオード
又は集光レンズ付フィラメントランプを用い、その出射
角をバンドルファイバを構成する光ファイバ素線の最大
光入射角以下に選定すれば、より高効率で光を集光する
ことができ、エネルギーロスが少ない。
に基づいて具体的に説明する。図1は本発明に係る対物
照明付ビデオスコープを示す断面図である。
内蔵した撮像部3Aと、当該撮像部3Aに着脱可能に装
着される光学ヘッド3Bとを備えたビデオスコープであ
る。光学ヘッド3Bには、撮像部3AのCCD素子2に
光像を入射させる撮像光学系4が内蔵されると共に、そ
の側面に形成された口金8に照明用光源6が取り付けら
れ、その照明光を前記撮像光学系4の光軸Xと同軸的に
反射させて被写体に照射させるハーフミラー5が配設さ
れている。撮像光学系4は被写体を所望倍率に拡大でき
るレンズ群からなり、倍率の異なる撮像光学系4を有す
る複数種類の光学ヘッド3B…を用意しておけば、光学
ヘッド3Bを交換するだけで倍率を変更できる。
0度以下の集光レンズ付発光ダイオード又は集光レンズ
付フィラメントランプからなる。そして、この光源6を
取り付けるプラスチック製又は金属製の口金8には、光
源6とハーフミラー5との間に、すなわち、口金8の光
源側開口部とハーフミラー側開口部との間に、直径25
0μm以下、より好適には100μm以下の光ファイバ
素線を多数本束ね、且つ、その長さが光ファイバ素線の
直径の10倍以上の長さに選定されたバンドルファイバ
からなる光モードミキシングフィルタ7が収納された状
態で設けられている。
バンドルファイバは、多成分ガラス製、プラスチック
製、石英ガラス製の光ファイバ素線を多数本束ねて、そ
の全体又は両端を接着剤で接着し又は熱融着したものが
使用されている。特に本例では、多成分ガラス製で直径
50μmの光ファイバ素線をエポキシ系接着剤で接着し
たものが用いられ、内径4mm、長さ6mmの口金8に
収納されている。
射角が20〜60度であるので、例えば最大入射角60
度の光ファイバ素線でバンドルファイバを構成した場合
に、照明用光源6はその指向性が光ファイバ素線の最大
入射角以下の角度(例えば本例では20度)のものが採
用され、1.8Vの電圧で点灯される。
の作用を説明する。まず、照明用光源6を点灯させて、
ビデオスコープ1の撮像光学系4の光軸を被写体に向け
ると、照明用光源6から照射された照明光は、光モード
ミキシングフィルタ7を透過してハーフミラー5で、撮
像光学系4の光軸Xと同軸的に反射されて被写体に照射
され、被写体の光像が撮像光学系4の光軸Xを介してハ
ーフミラー5を透過し、CCD素子2に入射される。
ズ付発光ダイオードが用いられているので消費電力が少
ない。また、照明用光源6は、ビデオスコープ1の光学
ヘッド3B内に配設されているので、光学ヘッド3Bに
は電気コード(図示せず)を接続すれば足り、外部照明
を導くためのバンドルファイバケーブルを接続する必要
はなく、使い勝手が悪くなることもない。
光源側開口部とハーフミラー側開口部との間に、バンド
ルファイバからなる光モードミキシングフィルタ7が収
納されているので、照明用光源6から光モードミキシン
グフィルタに入射された光は、該フィルタ内で光モード
がミキシング分散され、光の入射角にかかわらず一定出
射角の光スポットとしてハーフミラー5に照射される。
なく、照明光として有効に利用されることとなり、エネ
ルギーロスが少なく、小型の光源で十分な明るさの対物
照明を得ることができる。
光モードミキシングフィルタ7のバンドルファイバを構
成する光ファイバ素線の最大入射角以下である60度以
下に選定されているので、より高効率で光を集光するこ
とができ、エネルギーロスが少ない。なお、照明用光源
6として集光レンズ付発光ダイオードに替えて集光レン
ズ付フィラメントランプを使用したり、ハーフミラー5
としてプリズムを使用する場合であっても良い。
明用光源を取り付ける口金の光源側開口部とハーフミラ
ー側開口部との間に、バンドルファイバからなる光モー
ドミキシングフィルタが配されているので、照明用光源
から照射された照明光の光モードがミキシング分散さ
れ、ハーフミラーに対し光ファイバの性質に従った一定
出射角で光スポットを照射するので、光散乱やエネルギ
ーロスが少なく、光の利用効率を向上させることができ
るという大変優れた効果を奏する。また、照明用光源は
光学ヘッドに取り付けられているので、光学ヘッドには
電気コードを接続すれば足り、外部照明を導くための重
くて剛性の高いバンドルファイバケーブルを接続する必
要はなく、使い勝手が良いというメリットもある。
発光ダイオード又は集光レンズ付フィラメントランプを
用い、その出射角をバンドルファイバを構成する光ファ
イバ素線の最大光入射角以下に選定すれば、より高効率
で光を集光することができ、よりエネルギーロスを少な
くすることができる。
示す断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】光像を入射させる撮像光学系(4)を備え
たビデオスコープのカメラヘッドであって、側面に形成
された口金(8)に照明用光源(6)が取り付けられ、
その照明光を前記撮像光学系(4)の光軸(X)と同軸
的に反射させて被写体に向けて照射させるハーフミラー
(5)が配設されると共に、前記口金(8)の光源側開
口部とハーフミラー側開口部との間に光モードミキシン
グフィルタ(7)となるバンドルファイバが設けられた
ことを特徴とするビデオスコープのカメラヘッド。 - 【請求項2】前記照明用光源(6)が、集光レンズ付発
光ダイオード又は集光レンズ付フィラメントランプから
なり、その出射角が光モードミキシングフィルタ(7)
となるバンドルファイバを構成する光ファイバ素線の最
大光入射角以下に選定されてなる請求項1記載のビデオ
スコープのカメラヘッド。
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