JP3805661B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、内視鏡とこの内視鏡に照明光を供給する光源装置とが連結分離可能になっている内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、内視鏡と光源装置とは別体になっている。内視鏡には、ライトガイドの入射端部を収容したライドガイドプラグが設けられている。使用時に、このライトガイドプラグを光源装置のライトガイドコネクタに挿し込んで連結する。そして、光源装置をオンする。これにより、光源装置内において光源からの照明光が集光レンズによって収束され、上記ライトガイドの入射端面に入射する。この入射光が、ライドガイドに導かれ、内視鏡の挿入部先端に臨むライトガイドの出射端から出射されて、観察対象を照らす。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年の内視鏡は、挿入部の極細化が求められている。このような内視鏡では、ライトガイドとして収容できる光ファイバの本数が限られており、ライトガイドの入射端面の径が極めて小さい。この極小の入射端面に、上記集光レンズで収束された光を入射させるには、集光レンズの集光精度は勿論、集光レンズとライトガイドの位置決め精度、ひいてはライトガイドコネクタとライトガイドプラグとの連結精度も高レベルになっていなければならない。したがって、製造コストがかかるだけでなく、ユーザー側に精度確保のための作業を強いることになり、利便性が悪い。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、(A)光源と、この光源からの照明光を収束させる集光レンズと、ライトガイドコネクタとを有する光源装置と、(B)上記ライトガイドコネクタに挿抜されるライトガイドプラグと、このライトガイドプラグに入射端が収容されたライトガイドとを有する内視鏡とを備えた内視鏡装置において、上記光源装置に、光強度分布変換素子が設けられ、上記内視鏡のライトガイドプラグに、光捕捉素子が設けられていることを主な特徴とする。上記光強度分布変換素子は、上記集光レンズからの収束性光束の強度分布を中心部で下げ周辺部で上げるように変換する。上記光捕捉素子は、上記ライトガイドコネクタへの挿着状態において上記光強度分布変換素子からの光を捕捉して上記ライトガイドの入射端面に入射させる。
【0005】
ここで、上記ライトガイドコネクタが、上記ライトガイドプラグのためのプラグ挿入孔と、このプラグ挿入孔の集光レンズ側に連なる変換素子収容孔とを有し、この変換素子収容孔に、上記光強度分布変換素子が収容されていることが望ましい。上記光強度分布変換素子や光捕捉素子は、ボールレンズなどの集光レンズより集光度の低いレンズであることが望ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図1は、内視鏡装置1を示したものである。内視鏡装置1は、内視鏡10と、この内視鏡10に照明光を供給する光源装置20とを備えている。
【0007】
光源装置20は、ハウジング21を有している。このハウジング21に、光源22と、集光レンズ23と、ライトガイドコネクタ24とが収容されている。これら被収容部材22〜24は、光源22からの照明光の光軸に沿って一直線上に配置されている。集光レンズ23とライトガイドコネクタ24との間には、絞り25が設けられている(図2参照)。ライトガイドコネクタ24は、本発明の要部を含んでいるので、追って更に詳述する。
【0008】
内視鏡10は、本体部11と、この本体部11から延びるフレキシブルな挿入部12と、この挿入部12の先端に設けられた先端構成部13とを有している。挿入部12及び先端構成部13は、例えば血管に挿入できるように極細になっている。
【0009】
本体部11には、観察用の接眼部11aや挿入部湾曲用の操作ノブ11bが設けられるとともに、ライトガイドケーブル14の先端が接続されている。ライトガイドケーブル14の基端には、ライトガイドプラグ15が装着されている。このライトガイドプラグ15が、上記ライトガイドコネクタ24に挿抜可能に連結されている。ライトガイドプラグ15は、上記ライトガイドコネクタ24と同様に本発明の要部を含んでいるので、追って更に詳述する。
【0010】
ライトガイドプラグ15、ライトガイドケーブル14、本体部11、挿入部12、及び先端構成部13には、光ファイバの束(若しくは1本の光ファイバ)からなるライトガイド16が収容されている。ライトガイド16は、光源装置20からの照明光を先端構成部13の照明窓(図示せず)へ導くためのものである。ライトガイド16を構成する光ファイバの本数は、上記極細の挿入部12及び先端構成部13に対応するため、少なく限定されている。
【0011】
したがって、ライトガイド16の入射端面(基端面)は、極小になっている。この極小の入射端面に上記照射光を確実に入射させるために、図2に示すように、集光レンズ23とライトガイド16との間の照明光路上には、集光レンズ23より集光度の低い一対のボールレンズ30,31(光学素子)が配されている。集光レンズ23側の大きいボールレンズ30(光強度分布変換素子)は、ライトガイドコネクタ24に設けられ、ライトガイド16側の小さいボールレンズ31(光捕捉素子)はライトガイドプラグ15に設けられている。
【0012】
詳述すると、ライトガイドコネクタ24は、ハウジング21に取り付けられたコネクタ本体26と、このコネクタ本体26の集光レンズ23側に螺合されたレンズ収容部材27とを備えている。これら部材26,27は、照明光による熱を逃がしやすくするために熱伝導性の良好な材料、例えば真鍮で形成され、外周には放熱フィン26f,27fが設けられている。
【0013】
コネクタ本体26には、上記ライトガイドプラグ15のためのプラグ挿入孔26aが形成されている。レンズ収容部材27には、プラグ挿入孔26aと同軸をなして連なるレンズ収容孔27a(変換素子収容孔)が形成されている。このレンズ収容孔27aに、上記光強度分布変換用ボールレンズ30が収容されている。
【0014】
レンズ収容孔27aの内径は、ボールレンズ30の熱膨張を許容する大きさになっている。レンズ収容孔27aにおいて、集光レンズ23側の内周縁には、レンズ受け部27b(変換素子受け部)が設けられ、ボールレンズ30よりプラグ挿入孔26a側には、コイルばね32(変換素子付勢手段)が収容されている。このコイルばね32によって、ボールレンズ30がレンズ受け部27bに押し当てられている。これによって、ボールレンズ30が、ぐらつくことなく固定されている。
【0015】
ライトガイドプラグ15は、プラグ本体17と、このプラグ本体17の端部に螺合されたプラグキャップ18とを備えている。プラグ本体17には、ガイド収容孔17aが形成され、このガイド収容孔17aにライトガイド16の入射端部が収容されている。プラグキャップ18には、ガイド収容孔17aと同軸をなして連なるレンズ収容孔18a(捕捉素子収容孔)が形成されている。このレンズ収容孔18aに、上記光捕捉用ボールレンズ31が収容されている。このボールレンズ31に、ライトガイド16の入射端面が正確に位置決めされている。
【0016】
レンズ収容孔18aの内径は、ボールレンズ31の熱膨張を許容する大きさになっている。レンズ収容孔18aの先端側の内周には、レンズ受け部18b(捕捉素子受け部)が設けられている。プラグキャップ18とプラグ本体17との間には、樹脂製の弾性リング19(捕捉素子付勢手段)が挟まれている。この弾性リング19によってボールレンズ31がレンズ受け18bに押し当てられている。これによって、ボールレンズ31が、ぐらつくことなく固定されている。
【0017】
ライトガイドプラグ15のプラグ本体17の外周には、段差17bが形成されている。この段差17bが、コネクタ本体26の内周の段差26bに当たることにより、ライトガイドプラグ15のライトガイドコネクタ24への挿入深さが規定されている。これによって、ライトガイドプラグ15とライトガイドコネクタ24との位置決め精度がある程度確保されるようになっている。この状態で、2つのボールレンズ30,31が、所定の距離を隔てて対峙するようになっている。
【0018】
作用を説明する。
図3に示すように、光源22は、照明光を集光レンズ23に向けてほぼ平行に放射する。集光レンズ23は、この光を収束させ、収束性光束とする。すなわち、集光レンズ23を通過した後の光は、進むにしたがって光束径が収縮するとともに、光束の中心部(光軸近傍)の強度が大きくなる一方、周辺部の強度が小さくなる。もしも、集光レンズ23の先にライトガイドコネクタ24のボールレンズ30が無かったとすると、図4の仮想線で示すように、集光レンズ23の焦点で、光束の中心部の強度がピークに達する。そして、中心から少しずれると強度が急速に小さくなる。
【0019】
実際には、上記収束性光束は、集光レンズ23の焦点付近で、ライトガイドコネクタ24のボールレンズ30に入射する。このボールレンズ30は、集光レンズ23より集光度が低い。そのため、図4の実線で示すように、ボールレンズ30通過後の光束は、強度分布が中心部で下がり周辺部で上がるように変換される。光束径は、収縮したままの大きさにほぼ維持される。
【0020】
その後、光は、ライトガイドプラグ15のボールレンズ31へ向かう。このボールレンズ31は、上記収縮した光束径に比べると十分に大径であるので、ライトガイドコネクタ24のボールレンズ30に対して位置が多少ずれていても、ほぼ全ての光を確実に捕捉することができる。すなわち、光束の中心部も周辺部も確実に捕捉することができる。
【0021】
ボールレンズ31は、捕捉した光束をライトガイド16へ向けて収束させる。この時、上記光束の中心すなわち光軸が、ライトガイド16の入射端部の軸線からずれていて、光束の周辺部だけがライトガイド16に入射することになっても、入射光の強度は十分に大きい。この光が、ライトガイド16を伝って先端構成部13の照明窓から出射され、観察対象に当たる。これによって、観察対象を明るく照らすことができる。
【0022】
以上のように、光軸がライトガイド16の軸線から多少ずれていても照明に支障はないので、ライトガイドコネクタ24とライトガイドプラグ15との位置決め精度が厳しく要求されることがない。この結果、ライトガイドプラグ15の挿着操作をユーザーが簡単に行うことができ、内視鏡装置1の利便性を大きく向上させることができる。
【0023】
ライトガイドコネクタ24のボールレンズ30は焦点をぼかす働きをするので、光源22の発光面の強度むらを均一化することができる。また、絞り25の影を消すこともできる。
ライトガイドプラグ15のボールレンズ31は、光のライトガイド16への最大入射角を大きくする働きをするので、照明窓からの最大出射角も大きくなり、ひいては照明する範囲を広くすることができる。
光強度分布変換素子及び光捕捉素子としてボールレンズ30,31を用いることによって製造コストの低廉化を図ることができる。
プラグキャップ18は、プラグ本体15に螺合されているので、容易に外すことができる。これによって、ボールレンズ31を種々の仕様のものに取り替え、照明の配光特性などを任意に調節することができる。
【0024】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変を行うことができる。例えば、光強度分布変換素子や光捕捉素子として、ボールレンズ30,31に代えて集光度の小さい凸レンズを用いてもよい。
光源と集光レンズが、光源ユニットとして一体になっていてもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源装置に光強度分布変換素子を設け、ライトガイドプラグに光捕捉素子を設けることによって、ライトガイドプラグが光源装置のライトガイドコネクタに正確に位置決めされていなくても、十分な強度の光をライトガイドに入射させることができる。したがって、ライトガイドプラグの挿着操作をユーザーが簡単に行うことができ、内視鏡装置の利便性を大きく向上させることができる。
光強度分布変換素子をライトガイドコネクタに収容することによって、ライトガイドプラグの挿着状態において光強度分布変換素子と光捕捉素子と確実に近接対峙させることができ、光源からの照明光をライトガイドに確実に入射させることができる。
光強度分布変換素子や光捕捉素子をボールレンズで構成することによって、製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。
【図2】上記内視鏡装置の要部の断面図である。
【図3】上記内視鏡装置の光学系とそれらを通る光路を示す図である。
【図4】光強度分布変換用ボールレンズの焦点での光束の強度分布を実線で示し、上記ボールレンズが無かったとした場合の集光レンズの焦点での光束の強度分布を仮想線で示したグラフである。
【符号の説明】
1 内視鏡装置
10 内視鏡
15 ライトガイドプラグ
16 ライトガイド
20 光源装置
22 光源
23 集光レンズ
24 ライトガイドコネクタ
26a プラグ挿入孔
27a レンズ収容孔(変換素子収容孔)
30 ボールレンズ(光強度分布変換素子)
31 ボールレンズ(光捕捉素子)
Claims (4)
- (A)光源と、この光源からの照明光を収束させる集光レンズと、ライトガイドコネクタとを有する光源装置と、
(B)上記ライトガイドコネクタに挿抜されるライトガイドプラグと、このライトガイドプラグに入射端が収容されたライトガイドとを有する内視鏡と
を備えた内視鏡装置において、
上記光源装置に、上記集光レンズからの収束性光束の強度分布を中心部で下げ周辺部で上げるように変換する光強度分布変換素子が設けられ、
上記内視鏡のライトガイドプラグに、上記ライトガイドコネクタへの挿着状態において上記光強度分布変換素子からの光を捕捉して上記ライトガイドの入射端面に入射させる光捕捉素子が設けられていることを特徴とする内視鏡装置。 - 上記ライトガイドコネクタが、上記ライトガイドプラグのためのプラグ挿入孔と、このプラグ挿入孔の集光レンズ側に連なる変換素子収容孔とを有し、この変換素子収容孔に、上記光強度分布変換素子が収容されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。
- 上記光強度分布変換素子と上記光捕捉素子が、上記集光レンズより集光度の低いレンズであることを特徴とする請求項1または2に記載の内視鏡装置。
- 上記光強度分布変換素子と上記光捕捉素子とが、ボールレンズであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の内視鏡装置。
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