JP5897224B2 - 内視鏡装置 - Google Patents
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Description
本発明は、内視鏡装置、特に、先端の挿入部に複数の照明光学系を備えた内視鏡装置に関するものである。
一般に、内視鏡装置の先端部には、被写体に照明光を照射する照明光学系、被写体を観察する観察光学系、処置具等を導出するチャネル、及び観察光学系のレンズ面を洗浄するノズル等の構造物が配置されている。また、複数の照明光学系を配置することにより、広画角の視野を効率的に照射する内視鏡装置も提案されている。この場合、各構造物を限られたスペースに効率的に配置する必要があることから、照明光学系が観察光学系を挟むように配設されている。
ところで、観察光学系の一部のレンズを動かすことにより焦点距離を変化させ、通常観察及び近接観察を可能とする内視鏡装置も提案されている。
このような内視鏡装置の例として、特許文献１には、複数の照明窓から射出される照明光が重なり合う範囲内にベストピント位置の稼動範囲を設定することにより、近接拡大観察時の照明ムラが小さく、被写体を十分な明るさで照明することができる内視鏡装置が開示されている。
このような内視鏡装置の例として、特許文献１には、複数の照明窓から射出される照明光が重なり合う範囲内にベストピント位置の稼動範囲を設定することにより、近接拡大観察時の照明ムラが小さく、被写体を十分な明るさで照明することができる内視鏡装置が開示されている。
また、特許文献２には、観察光学系の両側の観察領域の中心部での照度に対して周辺部が２倍以下の照度となる位置に照明手段を設けることにより、近接観察時における観察領域のばらつきを最小限に抑制する内視鏡装置が開示されている。
さらに、特許文献３乃至特許文献５には、挿入部の先端面の面内に、観察光学系の観察窓と、観察窓よりも大径円形状の鉗子口と、照明光を照射する複数の光照射窓とを備え、複数の光照射窓が観察窓を挟むように配置された内視鏡装置が開示されている。
上述した特許文献１及び特許文献２に開示された内視鏡装置では、いずれも近接観察時の配光には配慮しているものの、通常観察時に関しての照明について何ら考慮されておらず、遠景時の明るさ、配光が最適化されていない。
さらに、特許文献１の内視鏡装置では、照明光学系による配光が十分に広がる距離にベストピント位置を設定する必要があるため、被写体に近接することが難しく、適切に拡大観察を行うことができない。
また、特許文献２の内視鏡装置では、観察光学系と照明光学系との距離を離すことによって配光を確保しているため、内視鏡装置の先端径が大きくなってしまう。
また、特許文献２の内視鏡装置では、観察光学系と照明光学系との距離を離すことによって配光を確保しているため、内視鏡装置の先端径が大きくなってしまう。
さらに、特許文献３及び特許文献４に記載の内視鏡装置は、配光とハレーションを考慮した先端のレイアウトとなっているが、このように照明照射角度を広げると遠方に光が到達しなくなり、特に管空を観察する際には、中心部分に暗部が生じ易くなる。一方、照射角度を狭めると、遠方は照明できるが、近傍全体を照明できず、照度ムラが顕著に生じうる。そして、遠景時の管空の観察の際には、照明光量を増大させると中心の明るさが増すものの、近傍に位置する周辺部についてはハレーションが生じやすくなる。
特許文献５において、その照明光学系は、配光と出射光量がそれぞれ異なるライトガイドを備えているものの、各照明光学系の配光や、出射角度の具体的な記述はなく、特に広配光の照明光学系と狭配光の照明光学系の定義についても言及されておらず、その効果もはっきりしていない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、近傍から遠方にかけて均一な照明を行うと共に、十分な配光と明るさを確保し、ハレーションを生じ難く、良好な観察を行うことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、内視鏡装置の挿入部の先端に設けられ、観察対象を観察するための観察光学系と、前記挿入部に設けられ、光源から出射された照明光を前記観察対象に配光して同一視野を照明する複数の照明光学系と、を備え、複数の該照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも前記観察光学系からの距離が短く、前記観察光学系が以下の条件式（１１）を満たし、前記照明光学系が以下の条件式（６’），（７）および（８）を満たす内視鏡装置である。
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
６＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１０ ・・・（６’）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離であり、ｒ１は前記観察光学系の中心と最も狭配光の照明光学系の中心との距離であり、ｆｗは最も広配光の照明光学系全系焦点距離、ｒ２は前記観察光学系の中心と最も広配光の照明光学系の中心との距離、ｆｓは最も狭配光の照明光学系全系焦点距離である。
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
６＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１０ ・・・（６’）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離であり、ｒ１は前記観察光学系の中心と最も狭配光の照明光学系の中心との距離であり、ｆｗは最も広配光の照明光学系全系焦点距離、ｒ２は前記観察光学系の中心と最も広配光の照明光学系の中心との距離、ｆｓは最も狭配光の照明光学系全系焦点距離である。
本態様によれば、近接観察の際には、主に最も広配光の照明光学系により視野範囲の全域に照明光が照射され、通常観察の際、例えば、管空の中心部分を遠くまで観察する際には、最も狭配光の照明光学系により光がスポット的に照射され、遠近で異なる照明要請に対し、それぞれで最適な照明光を照射することができる。
上記態様において、最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１ ・・・（１）
ただし、γＡ（６０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（６０°）は、最も広配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１ ・・・（１）
ただし、γＡ（６０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（６０°）は、最も広配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
射出角度が６０度における範囲は、内視鏡装置における観察範囲の周辺部までのおおよその視野範囲となる。従って、射出角度６０度における出射光量の大小が配光を定める要因となる。条件式（１）の範囲を超えると、各照明光学系の角度特性が逆転してしまうことになる。すなわち、遠距離の被写体に対しては十分な明るさが得られず、近距離被写体に対しては周辺部に比べて中心部が暗くなるといった不都合が生じる。
このため、上記条件式（１）を満たすことで、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、照明行を均一に照明し、十分な配光と明るさを確保することができる。
このため、上記条件式（１）を満たすことで、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、照明行を均一に照明し、十分な配光と明るさを確保することができる。
上記態様において、最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．０１＜γＡ（５０°）＜０．２５ ・・・（２）
０．１０＜γＢ（５０°）＜０．４０ ・・・（３）
ただし、γＡ（５０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（５０°）は最も広配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
０．０１＜γＡ（５０°）＜０．２５ ・・・（２）
０．１０＜γＢ（５０°）＜０．４０ ・・・（３）
ただし、γＡ（５０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（５０°）は最も広配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
各照明光学系の角度特性は、光軸の中心付近の射出角０〜３０°付近までは、狭配光の照明光学系の方が広配光の照明光学系よりも出射光量比が大きいか、または略同程度であることが多い。しかし、光軸の中心付近の射出角５０〜６０°付近では、広配光の照明光学系の方が狭配光の照明光学系よりも出射光量比が大きくなり、射出角度が６０°では広配光の照明光学系の方が必ず出射光量比が大きくなる。
条件式（２）及び条件式（３）は、射出角５０°での各照明光学系の出射光量比である。
広配光の照明光学系の角度特性が、条件式（２）を満たすことが好ましいのは以下の理由による。条件式（２）の下限を下回ると広配光とは言い難いものとなり、条件式の上限を超えると広配光ではあるが、中心が暗くなり遠景時の中心明るさにも影響を及ぼすため好ましくない。
広配光の照明光学系の角度特性が、条件式（２）を満たすことが好ましいのは以下の理由による。条件式（２）の下限を下回ると広配光とは言い難いものとなり、条件式の上限を超えると広配光ではあるが、中心が暗くなり遠景時の中心明るさにも影響を及ぼすため好ましくない。
また、狭配光の照明光学系における角度特性が、条件式（３）を満たすことが好ましいのは以下の理由による。条件式（３）の下限を下回ると、狭配光になり過ぎてしまい、画面周辺部の明るさにも影響が出てくるため好ましくない。また、条件式（３）の上限を超えると、配光がよくなる反面、中心明るさの低下が問題となる。
上記態様において、最も広配光の前記照明光学系が、最も狭配光の前記照明光学系よりも出射光量が小さいこととしてもよい。
このようにすることで、遠景時の明るさが有利となり、より遠くまで十分な明るさを得ることができるので、近接から遠景まで十分な明るさを得ることができる。
上記態様において、最も広配光の前記照明光学系が、最も狭配光の前記照明光学系よりも出射光量が大きいこととしてもよい。
このようにすることで、近接時から遠景時の全ての物点距離において、被写体像から画像を生成した場合に、観察画像表示領域の中央部から画面の最周辺部まで均一で良好な明るさを得ることができ、よりハレーションが生じにくくなる。このような関係は、特に近接観察対象用に好ましく、拡大観察機能を有する内視鏡装置に好適である。
上記態様においては、前記照明光学系が以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．２＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．２ ・・・（８’）
ただし、ｆｓは最も狭配光の照明光学系全系焦点距離である。
上記態様においては、前記各照明光学系の出射光量が以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．３＜（φＢ・ｆｗ）／（φＡ・ｆｓ）＜１．２ ・・・（９）
ただし、φＡは最も狭配光の前記照明光学系のライトガイド径であり、φＢは最も広配光の前記照明光学系のライトガイド径である。
上記態様においては、前記各照明光学系の出射光量が以下の条件式を満たすことが好ましい。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
ただし、φＡは最も狭配光の前記照明光学系のライトガイド径であり、φＢは最も広配光の前記照明光学系のライトガイド径である。
上記態様においては、前記照明光学系が以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．２＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．２ ・・・（８’）
ただし、ｆｓは最も狭配光の照明光学系全系焦点距離である。
上記態様においては、前記各照明光学系の出射光量が以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．３＜（φＢ・ｆｗ）／（φＡ・ｆｓ）＜１．２ ・・・（９）
ただし、φＡは最も狭配光の前記照明光学系のライトガイド径であり、φＢは最も広配光の前記照明光学系のライトガイド径である。
上記態様においては、前記各照明光学系の出射光量が以下の条件式を満たすことが好ましい。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
ただし、φＡは最も狭配光の前記照明光学系のライトガイド径であり、φＢは最も広配光の前記照明光学系のライトガイド径である。
本発明によれば、低侵襲性を確保しながら、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、近傍から遠方にかけて均一な照明を行うと共に、十分な配光と明るさを確保し、ハレーションを生じ難く、良好な観察を行うことができるという効果を奏する。
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端面１０を示している。図１に示すように、内視鏡装置は、内視鏡装置の挿入部先端に、観察対象を観察するための観察光学系１と、図示しない光源から出射された照明光を観察対象に配光して同一視野を照明する２つの照明光学系２Ａ，２Ｂと、を備えている。なお、内視鏡装置は、これらの構成の他に、送気送水ノズルや鉗子口等が設けられているが、本実施形態においてはこれらの説明を省略する。複数の照明光学系２Ａ，２Ｂは、互いに配光特性が異なり、照明光学系２Ｂが照明光学系２Ａよりも広配光となっている。
以下に、本発明の第１の実施形態に係る内視鏡装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端面１０を示している。図１に示すように、内視鏡装置は、内視鏡装置の挿入部先端に、観察対象を観察するための観察光学系１と、図示しない光源から出射された照明光を観察対象に配光して同一視野を照明する２つの照明光学系２Ａ，２Ｂと、を備えている。なお、内視鏡装置は、これらの構成の他に、送気送水ノズルや鉗子口等が設けられているが、本実施形態においてはこれらの説明を省略する。複数の照明光学系２Ａ，２Ｂは、互いに配光特性が異なり、照明光学系２Ｂが照明光学系２Ａよりも広配光となっている。
そして、広配光の照明光学系２Ｂが狭配光の照明光学系２Ａよりも観察光学系１からの距離が短いように配置されている。つまり、観察光学系の中心からｒ１離れて狭配光の照明光学系２Ａを、ｒ２離れたところに広配光の照明光学系２Ｂを配置している（ｒ１＞ｒ２）。
近接観察の際には、主に広配光の照明光学系２Ｂにより視野範囲の全域に照明光が照射され、通常観察の際、例えば、管空の中心部分を遠くまで観察する際には、狭配光の照明光学系２Ａにより光がスポット的に照射される。このため、上記のように照明光学系を配置することで、遠近で異なる照明要請に対し、状況に応じて、何れかの照明光学系２Ａ，２Ｂよって最適な照明光を照射することができ、遠景から近景まで、十分な明るさと配光を確保し、ハレーションも軽減した良好な観察が可能となる。
本実施形態では、狭配光の照明光学系２Ａに、照明光学系２Ａの照射窓の大きさに合わせて照明光学系２Ｂの照射窓よりも大径のライトガイドを配置することで、照明光学系２Ａの出射光量を照明光学系２Ｂより大きい光量としている。これにより、遠景時の明るさが有利になりより遠くまで十分な明るさが得られやすくなり、近接から遠景まで十分な明るさが得られる照明レイアウトとなっている。
広配光の照明光学系２Ｂは、観察光学系１の近傍に配置し、主に近接時の照明に好適となっている。近接観察時には明るさは十分であるため径の小さいライトガイド、すなわち出射光量の小さい照明光学系である。近接観察時にはどこに照明窓があるかを取得した内視鏡画像で認識しやすいため、出来るだけ配光のよい照明光学系が望まれるが、照明光学系２Ｂによって近接時にも中心から周辺まで明るさが十分に行きわたった画像が得られる。
また、広配光であるために、管空の観察時には周辺でハレーションのしやすい画像となるが、ライトガイド径を細くし出射光量を最低限に抑えているために、その影響を大幅に軽減することができる。
また、広配光であるために、管空の観察時には周辺でハレーションのしやすい画像となるが、ライトガイド径を細くし出射光量を最低限に抑えているために、その影響を大幅に軽減することができる。
狭配光の照明光学系２Ａは、観察光学系１の比較的遠くに配置し、主に遠景観察時の照明に好適となっている。遠景観察時は、遠くまで明るく見られるように十分なライトガイドを搭載した出射光量の大きな照明光学系が必要となる。このとき、ハレーションを軽減する観点では、配光はあまり広角ではないことが望ましく、特に食道や大腸など管空を観察する際には、かなり狭角となっても内視鏡画面の周辺まで十分に明るい画像を得ることができる。
また、狭配光の照明光学系２Ａ及び広配光の照明光学系２Ｂの角度特性が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１ ・・・（１）
ただし、γＡ（６０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（６０°）は、最も広配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１ ・・・（１）
ただし、γＡ（６０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（６０°）は、最も広配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
射出角度が６０度における範囲は、内視鏡装置における観察範囲の周辺部までのおおよその視野範囲となる。従って、射出角度６０度における出射光量の大小が配光を定める要因となる。条件式（１）の範囲を超えると、各照明光学系の角度特性が逆転してしまうことになる。すなわち、遠距離の被写体に対しては十分な明るさが得られず、近距離被写体に対しては周辺部に比べて中心部が暗くなるといった不都合が生じる。
このため、上記条件式（１）を満たすことで、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、照明行を均一に照明し、十分な配光と明るさを確保することができる。
このため、上記条件式（１）を満たすことで、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、照明行を均一に照明し、十分な配光と明るさを確保することができる。
内視鏡装置は、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）又は（１”）を満足するとさらに望ましい。
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）≧１．２ ・・・（１’）
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１．６ ・・・（１”）
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）≧１．２ ・・・（１’）
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１．６ ・・・（１”）
また、狭配光の照明光学系２Ａ及び広配光の照明光学系２Ｂの角度特性が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．０１＜γＡ（５０°）＜０．２５ ・・・（２）
０．１０＜γＢ（５０°）＜０．４０ ・・・（３）
ただし、γＡ（５０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（５０°）は最も広配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
０．０１＜γＡ（５０°）＜０．２５ ・・・（２）
０．１０＜γＢ（５０°）＜０．４０ ・・・（３）
ただし、γＡ（５０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（５０°）は最も広配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
各照明光学系の角度特性は、光軸の中心付近の射出角０〜３０°付近までは、狭配光の照明光学系２Ａの方が広配光の照明光学系よりも出射光量比が大きいか、または略同程度であることが多い。しかし、光軸の中心付近の射出角５０〜６０°付近では、広配光の照明光学系２Ｂの方が狭配光の照明光学系２Ａよりも出射光量比が大きくなり、射出角度が６０°では広配光の照明光学系２Ｂの方が必ず出射光量比が大きくなる。
条件式（２）及び条件式（３）は、射出角５０°での各照明光学系の出射光量比である。
広配光の照明光学系の角度特性が、条件式（２）を満たすことが好ましいのは以下の理由による。条件式（２）の下限を下回ると広配光とは言い難いものとなり、条件式の上限を超えると広配光ではあるが、中心が暗くなり遠景時の中心明るさにも影響を及ぼすため好ましくない。
広配光の照明光学系の角度特性が、条件式（２）を満たすことが好ましいのは以下の理由による。条件式（２）の下限を下回ると広配光とは言い難いものとなり、条件式の上限を超えると広配光ではあるが、中心が暗くなり遠景時の中心明るさにも影響を及ぼすため好ましくない。
また、狭配光の照明光学系における角度特性が、条件式（３）を満たすことが好ましいのは以下の理由による。条件式（３）の下限を下回ると、狭配光になり過ぎてしまい、画面周辺部の明るさにも影響が出てくるため好ましくない。また、条件式（３）の上限を超えると、配光がよくなる反面、中心明るさの低下が問題となる。
さらに、射出画角５０°での狭配光の照明光学系２Ａ及び広配光の照明光学系２Ｂの出射光量比は、以下の条件式を満足することが望ましい。
γＢ（５０°）／γＡ（５０°）＞１．０ ・・・（４）
条件式（４）は、条件式（１）と同様に、広配光の照明光学系２Ｂと狭配光の照明光学系２Ａの配光の大小を決める条件式となる。内視鏡装置が、条件式（４）を満たさない場合、以下の問題が生じる。すなわち、内視鏡装置において、広配光の照明光学系２Ｂと狭配光の照明光学系２Ａとの配光の差が小さくなり、その違いを認識しづらくなる。また、特に、近接観察時に中心が暗くなるなど、十分な配光と明るさを確保することができなくなる。
なお、内視鏡装置は、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると、さらに好ましい。
γＡ（５０°）／γＢ（５０°）＞１．２ ・・・（４’）
γＢ（５０°）／γＡ（５０°）＞１．０ ・・・（４）
条件式（４）は、条件式（１）と同様に、広配光の照明光学系２Ｂと狭配光の照明光学系２Ａの配光の大小を決める条件式となる。内視鏡装置が、条件式（４）を満たさない場合、以下の問題が生じる。すなわち、内視鏡装置において、広配光の照明光学系２Ｂと狭配光の照明光学系２Ａとの配光の差が小さくなり、その違いを認識しづらくなる。また、特に、近接観察時に中心が暗くなるなど、十分な配光と明るさを確保することができなくなる。
なお、内視鏡装置は、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると、さらに好ましい。
γＡ（５０°）／γＢ（５０°）＞１．２ ・・・（４’）
本実施形態において、内視鏡装置は、観察光学系に対して、広配光の照明光学系２Ｂを比較的近くに、狭配光の照明光学系２Ａを比較的遠くに配置している。観察光学系に対して、照明光学系２Ｂを比較的近くに、照明光学系２Ａを比較的遠くに配置するような位置関係について、具体的には、以下の条件式を満たしていることが好ましい。
１．０＜ｒ１／ｒ２＜３．０ ・・・（５）
ただし、ｒ１は観察光学系中心と狭配光の照明光学系中心の距離であり、ｒ２は観察光学系中心と広配光の照明光学系中心の距離である。
１．０＜ｒ１／ｒ２＜３．０ ・・・（５）
ただし、ｒ１は観察光学系中心と狭配光の照明光学系中心の距離であり、ｒ２は観察光学系中心と広配光の照明光学系中心の距離である。
条件式（５）の上限を超えると、狭配光の照明光学系２Ａが観察光学系１から離れ過ぎた配置となるため内視鏡装置の先端部の大経化を招くことになり好ましくない。一方、条件式の下限を下回ると、広配光の照明光学系２Ｂが観察光学系１から離れた位置となり、内視鏡装置の先端部の端部により近くなるため、ハレーションによる影響が無視できなくなってくる。
内視鏡装置は、条件式（５）に代えて、条件式（５’）を満足するとさらに好ましい。
１．０２＜ｒ１／ｒ２＜２．５５ ・・・（５’）
条件式（５）の下限値を上げることで、ハレーションを抑えるばかりか近接観察した際の配光も良好にすることができる。条件式（５）の上限を超えない範囲では、内視鏡先端部のさらなる小径化が可能となる。
１．０２＜ｒ１／ｒ２＜２．５５ ・・・（５’）
条件式（５）の下限値を上げることで、ハレーションを抑えるばかりか近接観察した際の配光も良好にすることができる。条件式（５）の上限を超えない範囲では、内視鏡先端部のさらなる小径化が可能となる。
また、内視鏡装置に搭載される照明光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
４＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１２ ・・・（６）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、ｆｓは狭配光の照明光学系全系焦点距離であり、ｆｗは広配光の照明光学系全系焦点距離である。
４＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１２ ・・・（６）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、ｆｓは狭配光の照明光学系全系焦点距離であり、ｆｗは広配光の照明光学系全系焦点距離である。
条件式（６）はハレーション低減のための条件式である。条件式（６）の下限を下回ると、ライトガイド径の大きい照明光学系の配光が広くなるため、画面周辺部でのハレーションを生じやすくなる。また、広配光になり過ぎ、内視鏡画像の視野範囲外をもかなり明るくしてしまうため、照明効率を著しく落とすことになる。条件式（６）の上限を超えると、照明光学系が内視鏡の挿入部先端の端部に位置することになるため、ハレーションが生じやすくなる。
条件式（７）の下限を下回ると広配光の照明光学系２Ｂと観察光学系１が近くなるため、照明光が直接観察光学系１に入射しやすくなり、取得された画像においてフレアとして認識するリスクが高まってしまう。また、条件式（７）の上限を超えると、レイアウト上、照明光学系が内視鏡の挿入部先端に位置することになり、狭配光の照明光学系２Ａであってもライトガイド本数が多いことから、ハレーションが生じやすくなる。
条件式（８）の下限を下回ると、狭配光の照明光学系２Ａの焦点距離が小さくなり配光が広がるため、遠景観察時の中心明るさを十分に得られない。また、条件式（８）の上限を超えると、広配光の照明光学系２Ｂの焦点距離が小さくなるため、近接観察時の照明配光が悪くなり照明ムラ等の影響が出て好ましくない。
内視鏡装置は、上記条件式（６）〜（８）に代えて、条件式（６’）〜（８’）を満足するとより好ましい。
６＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１０ ・・・（６’）
２＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜６ ・・・（７’）
１．２＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．２ ・・・（８’）
６＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１０ ・・・（６’）
２＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜６ ・・・（７’）
１．２＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．２ ・・・（８’）
条件式（６’）において、その下限値を条件式（６）の下限値よりも大きくすることで、観察光学系１からの距離を離すことができ、近接観察時の配光がさらに向上する。また、同様に、条件式（６’）の上限値を条件式（６）の上限値よりも小さくすることで、挿入部の先端部の周縁部に照明光学系を配置しないことになり、さらなるハレーションの低減に効果的となる。
また、条件式（７’）の範囲を条件式（７）よりも狭い範囲とすることで、さらにハレーションの低減効果が得られる。
また、条件式（７’）の範囲を条件式（７）よりも狭い範囲とすることで、さらにハレーションの低減効果が得られる。
条件式（８’）の下限を大きくすることで、遠景観察時の中心明るさをさらに良好に保つことができ、また、上限を小さくすることで、近接観察時の配光ムラをさらに軽減することができる。
図２は、照明光学系による配光特性を示している。図２における曲線は、照明光学系２よりある距離（十分に離れたと考え得る５０ｍｍ以上）離れた被写体Ｓに対しての配光分布を示している。このとき、図２中の上方向を０°とした時、０°位置における明るさをγ（０）＝１とし、時計周り方向に角度αを取り、角度αでの明るさをγ（α）と定義する。なお配光分布は対称であるため、半時計周りに角度αをとってもよい。
図３は、通常観察時の照明光学系による配光特性を示している。図３における曲線は、内視鏡装置の挿入部先端面１０から十分離れた物点距離（５０ｍｍ以上）に被写体Ｓが位置するとし、観察光学系による視野範囲Ｆの中心をＭ、最大画角の置がそれぞれＬ，Ｎとしたときの、照明光学系による配光分布を示している。通常観察時の特徴は、距離が５０ｍｍ以上の遠距離となると、配光分布が照明光学系のレイアウトの影響を受けなくなり、中心を基準に、ほぼ均一な形状になることである。
図４は、近接観察時の照明光学系による配光特性を示している。つまり、図４の曲線は、狭配光の照明光学系２Ａと広配光の照明光学系２Ｂとによる配光分布を示している。但し、観察光学系１と狭配光の照明光学系２Ａと広配光の照明光学系２Ｂの中心を通る内視鏡装置の挿入部先端面１０から、近接観察時の物点距離だけ離れた位置に被写体Ｓがあり、観察光学系１による視野範囲Ｆの中心をＯ、最周辺をそれぞれＰ，Ｑとしている。
近接観察時の特徴は、物点距離が拡大内視鏡の場合は１．５ｍｍから３ｍｍと非常に小さいため、図４の配光分布のように視野範囲の中心部よりも周辺部の方が配光特性が大きくなることがある。
ここで全体の配光特性よくして、中心部と周辺部とを出来るだけフラットにするよう、本発明では、狭配光照明光学系をより周辺部に、広配光照明光学系をより中心部へ配置している。
図５は、本実施形態における広配光の照明光学系２Ｂの構成の一例を示す断面図である。
図５に示すように、広配光の照明光学系２Ｂは図示しない光源からの出射光を導くライトガイド１８、凸レンズ１５、凸レンズ１６及びガラスロッド凸レンズ１７を備えている。
図５に示すように、広配光の照明光学系２Ｂは図示しない光源からの出射光を導くライトガイド１８、凸レンズ１５、凸レンズ１６及びガラスロッド凸レンズ１７を備えている。
照明光学系として、凸レンズ１枚の構成、凹レンズ１枚の簡易な構成、凸レンズ２枚の構成等種々の構成を適用することもできる。レンズ枚数が少ないと配光が狭くなるため、本実施形態における広配光の照明光学系２Ｂにおいては、上述のように３枚の凸レンズを備える構成としている。
図６は、本実施形態における狭配光の照明光学系２Ａの構成の一例を示す断面図である。図６に示すように、狭配光の照明光学系２Ａは、図示しない光源からの出射光を導くライトガイド１８と、凹レンズ１９とを備えている。このようにすることで、簡易な構成として製造コストを低減させることができる。
なお、広配光の照明光学系２Ｂと同様に３枚の凸レンズを備える構成とすることもできる。
なお、広配光の照明光学系２Ｂと同様に３枚の凸レンズを備える構成とすることもできる。
なお、光源から照明光学系に照明光を導光するライトガイドの角度３０°，５０°，６０°に対する配光特性は、角度０°の中心の光量を１とした場合、以下の通りである。
γ（０°）＝１．００
γ（３０°）＝０．２５
γ（５０°）＝０．００５
γ（６０°）＝０．００１
γ（０°）＝１．００
γ（３０°）＝０．２５
γ（５０°）＝０．００５
γ（６０°）＝０．００１
なお、各照明光学系の配光特性は、上記したライトガイドの照明特性から得られる値とし、射出角度０°のときの中心の出射光量を１として規格化している。
また、各照明光学系の出射光量に関しては、下記、条件式（９）を満足することが望ましい。
０．３＜φＢ・ｆｗ／φＡ・ｆｓ＜１．２ ・・・（９）
但し、φＡは狭配光の照明光学系のライトガイド径であり、φＢは広配光の照明光学系のライトガイド径である。
０．３＜φＢ・ｆｗ／φＡ・ｆｓ＜１．２ ・・・（９）
但し、φＡは狭配光の照明光学系のライトガイド径であり、φＢは広配光の照明光学系のライトガイド径である。
条件式（９）の下限を下回ると、広配光の照明光学系２Ｂの出射光量が相対的に小さくなり、狭配光の照明光学系２Ａの影響が大きくなるが、近接観察の際、特に拡大観察の場合、よりよい配光が得られにくくなる。画面に明るさの濃淡をはっきりと認識しやすくなり、狭配光の照明光学系の位置が分かるような画像となってしまう。
一方、条件式（９）の上限を超えると、狭配光の照明光学系２Ａの出射光量が相対的に小さくなり、遠景観察時の中心の明るさが不十分となり、スクリーニングへの悪影響が懸念される。なお、出射光量はライトガイド径に比例すると考えることができ、さらに、ライトガイド径はライトガイドの本数として考えることができる。
さらに、出射光量に関しては、下記の条件式（１０）を満たすことが好ましい。すなわち、狭配光の照明光学系２Ａのライトガイド径が広配光の照明光学系２Ｂのライトガイド径の０．８倍以上であることが好ましい。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
条件式（１０）を満たさない場合、遠景時の配光を十分に確保し、被写体の明るさを満足することができない。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
条件式（１０）を満たさない場合、遠景時の配光を十分に確保し、被写体の明るさを満足することができない。
より遠景時の明るさを確保し、特に食道や大腸などにおいて管空内の奥まで鮮明な画像を得たい場合は、条件式（１０）に代えて、条件式（１０’）を適用することで、遠景時の明るさを十分に確保することができる。
φＡ／φＢ＞１．１ ・・・（１０’）
φＡ／φＢ＞１．１ ・・・（１０’）
さらに、条件式（１０’）に代えて、条件式（１０’’）を満足することで、より遠景時の明るさを確保することができる。
φＡ／φＢ＞１．３ ・・・（１０’’）
φＡ／φＢ＞１．３ ・・・（１０’’）
また、本実施形態において、観察光学系１は、特に近景時の観察時の観察性の向上のため以下の条件式（１１）を満たすことが好ましい。
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
但し、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離である。
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
但し、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離である。
条件式（１１）の下限を下回ると、最至近観察距離がさらに近くなるため、照明光学系の配光を向上させても照明ムラが発生する。また、条件式（１１）の上限を超えると、照明光学系の近距離観察時の配光が悪くても照明ムラが発生することはなく、上述した照明光学系の工夫をする必要がなくなる。
条件式（１１）に代えて、条件式（１１’）を満足することで、さらに配光を改善することができる。
０．１２＜ｆｔ／Ｌ＜０．８６ ・・・（１１’）
０．１２＜ｆｔ／Ｌ＜０．８６ ・・・（１１’）
このように本実施形態によれば、低侵襲性を確保しながら、通常観察時及び近接観察時のいずれにおいても、近傍から遠方にかけて均一な照明を行うと共に、十分な配光と明るさを確保し、ハレーションを生じ難く、良好な観察を行うことができる。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置における挿入部先端の構成を示している。図７に示すように、本実施形態に係る内視鏡装置は、内視鏡装置の挿入部先端に、観察対象を観察するための観察光学系１と、図示しない光源から出射された照明光を観察対象に配光して同一視野を照明する２つの照明光学系２Ａ，２Ｂと、を備えている。なお、内視鏡装置においては、これらの構成の他に、送気送水ノズルや鉗子口等が設けられているが本実施形態においてはその説明を省略する。複数の照明光学系２Ａ，２Ｂは、互いに配光特性が異なり、照明光学系２Ｂが照明光学系２Ａよりも広配光となっている。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る内視鏡装置における挿入部先端の構成を示している。図７に示すように、本実施形態に係る内視鏡装置は、内視鏡装置の挿入部先端に、観察対象を観察するための観察光学系１と、図示しない光源から出射された照明光を観察対象に配光して同一視野を照明する２つの照明光学系２Ａ，２Ｂと、を備えている。なお、内視鏡装置においては、これらの構成の他に、送気送水ノズルや鉗子口等が設けられているが本実施形態においてはその説明を省略する。複数の照明光学系２Ａ，２Ｂは、互いに配光特性が異なり、照明光学系２Ｂが照明光学系２Ａよりも広配光となっている。
図７に示すように、広配光の照明光学系２Ｂが狭配光の照明光学系２Ａよりも観察光学系１からの距離が短いように配置されている。つまり、観察光学系の中心からｒ１離れて狭配光の照明光学系２Ａを、ｒ２離れたところに広配光の照明光学系２Ｂを配置している（ｒ１＞ｒ２）。観察光学系１及び照明光学系２Ｂを照明光学系２Ａよりも観察光学系１からの距離が短いように配置することで、遠景から近景まで、十分な明るさと配光を確保し、ハレーションも軽減した良好な観察が可能となる。
本実施形態では、照明光学系２Ａ，２Ｂを上記のように配置し、さらに、狭配光の照明光学系２Ａに小径のライトガイドを適用して、狭配光の照明光学系２Ａの出射光量を、広配光の照明光学系２Ｂの出射光量より少ない光量としている。これにより、近接時から遠景時の全ての物点距離において、取得された観察画像における表示領域の中央部から画面の最周辺部まで均一かつ良好な明るさが得られ、よりハレーションが生じにくくなる。照明光学系２Ｂが照明光学系２Ａよりも観察光学系１からの距離が短いような配置は特に近接観察対象用に好適であり、拡大観察機能を有する内視鏡装置に有利となる。
広配光の照明光学系２Ｂは、観察光学系１の近傍に配置し、主に近接時の照明に好適となっている。広配光の照明光学系２Ｂによって、いずれの物点距離においても中心から周辺まで明るさが十分に行きわたった画像が得られる。
狭配光の照明光学系２Ａは、観察光学系１の比較的遠くに配置し、主に遠景観察時の照明に好適となっている。また、狭配光の照明光学系２Ａに適用されるライトガイドは、照明光学系２Ｂに適用されるライドガイドよりも小径である。そして、狭配光の照明光学系２Ａは、ライトガイド径の大きい広配光な照明系と合わせて遠景観察時における明るさを確保している
なお、本実施形態における各照明光学系２Ａ，２Ｂも、上記した条件式（１）〜（４）を満足する。また、上記条件式（５）〜（１０）を満足することがより好ましい。
上記した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、内視鏡装置が２つの照明光学系２Ａ，２Ｂを備える例について説明したが、３つ以上の照明光学系を備える構成とすることもできる。図８乃至図１１に３つの照明光学系を配置した例を示す。
図８は、観察光学系１から相対的に離れた位置にある１つの狭配光の照明光学系２Ａと、観察光学系１に相対的に近い位置に配置された２つの広配光の照明光学系２Ｂを配置している。図８のような配置は、近接観察での配光をよくして照明ムラをなくしたい場合に好適となる。
図９に示す例では、２つのライトガイド径の大きい狭配光の照明光学系２Ａ、１つのライトガイド径の小さい広配光の照明光学系２Ｂを配置している。これは、遠景観察時の中心明るさを重視する場合に好適である。
図１０に示す例では、２つのライトガイド径の小さい狭配光の照明光学系２Ａと、１つのライトガイド径の大きい広配光の照明光学系２Ｂを配設している。これは、遠景の中心明るさと、近景から遠景までの配光どちらも重視する場合に好適である。
図１１に示す例では、広配光と狭配光の中間の照明光学系５を配置している。これは、遠景観察時の明るさ、近接観察時の照明ムラ、またハレーションをそれぞれ考慮し、総合的なバランスを重視している。
続いて、上述した何れかの実施形態に係る観察光学系の実施例１〜実施例７について説明する。各実施例において、ｒ１を観察光学系の中心から狭配光の照明光学系の中心までの距離、ｒ２を観察光学系の中心から広配光の照明光学系の中心までの距離、γＡ（５０°）を狭配光の照明光学系の照度の角度特性、γＢ（５０°）を広配光の照明光学系の照度の角度特性、ｆｓを狭配光の照明光学系全系焦点距離、ｆｗを広配光の照明光学系全系焦点距離、φＡを狭配光の照明光学系のライトガイド径、φＢを広配光の照明光学系のライトガイド径とする。また、各実施例に記載のレンズデータにおいて、ｒは曲率半径（単位ｍｍ）、ｄは面間隔（ｍｍ）、Ｎｅはｅ線に対する屈折率を示している。
（実施例１）
本発明の実施例１に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施例における狭配光の照明光学系及び広配光の照明光学系は、いずれも、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例１に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
本発明の実施例１に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施例における狭配光の照明光学系及び広配光の照明光学系は、いずれも、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例１に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（狭配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．６０ １．８８８
２ −１．２０ ０．０５
３ ３．１２ ０．７２ １．８８８
４ −３．１２ ０．０６
５ ２．２８ ３．４８ １．８１２
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．６０ １．８８８
２ −１．２０ ０．０５
３ ３．１２ ０．７２ １．８８８
４ −３．１２ ０．０６
５ ２．２８ ３．４８ １．８１２
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｓ：０．７４ｍｍ
ｒ１：３．８ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０２
γＡ（５０°）：０．１３
γＡ（３０°）：０．６１
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．３２ｍｍ
焦点距離ｆｓ：０．７４ｍｍ
ｒ１：３．８ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０２
γＡ（５０°）：０．１３
γＡ（３０°）：０．６１
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．３２ｍｍ
（広配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．００ １．８８８
２ −１．６０ ０．０３
３ １．６０ ０．６０ １．８８８
４ −１．６０ ０．０４
５ １．５０ ２．５０ １．７３４
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．００ １．８８８
２ −１．６０ ０．０３
３ １．６０ ０．６０ １．８８８
４ −１．６０ ０．０４
５ １．５０ ２．５０ １．７３４
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｗ：０．５８ｍｍ
ｒ２：３．６ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０６
γＢ（５０°）：０．１８
γＢ（３０°）：０．５８
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．１ｍｍ
焦点距離ｆｗ：０．５８ｍｍ
ｒ２：３．６ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０６
γＢ（５０°）：０．１８
γＢ（３０°）：０．５８
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．１ｍｍ
（実施例２）
本発明の実施例２に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系は、図６に示すように、凹レンズとライトガイドからなる。また、広配光の照明光学系は、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例２に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
本発明の実施例２に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系は、図６に示すように、凹レンズとライトガイドからなる。また、広配光の照明光学系は、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例２に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（狭配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ ０．４ １．８８８
２ ０．８４ ０．
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ ０．４ １．８８８
２ ０．８４ ０．
各種データ
焦点距離ｆｓ：−０．９４５ｍｍ
ｒ１：４．８ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０３
γＡ（５０°）：０．１０
γＡ（３０°）：０．５２
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．５ｍｍ
焦点距離ｆｓ：−０．９４５ｍｍ
ｒ１：４．８ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０３
γＡ（５０°）：０．１０
γＡ（３０°）：０．５２
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．５ｍｍ
（広配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．１０ １．８８８
２ −１．０００ ０．０４
３ １．２００ ０．６５ １．８８８
４ ∞ ０．０２
５ １．２５０ ２．７５ １．８１２
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．１０ １．８８８
２ −１．０００ ０．０４
３ １．２００ ０．６５ １．８８８
４ ∞ ０．０２
５ １．２５０ ２．７５ １．８１２
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｗ：０．５４ｍｍ
ｒ２：２．２ｍｍ
配光特性
γＢ （６０°）：０．０５
γＢ （５０°）：０．１７
γＢ （３０°）：０．６３
γＢ （０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．１ｍｍ
焦点距離ｆｗ：０．５４ｍｍ
ｒ２：２．２ｍｍ
配光特性
γＢ （６０°）：０．０５
γＢ （５０°）：０．１７
γＢ （３０°）：０．６３
γＢ （０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．１ｍｍ
（実施例３）
本発明の実施例３に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系及び広配光の照明光学系
は、いずれも、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例３に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
本発明の実施例３に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系及び広配光の照明光学系
は、いずれも、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例３に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（狭配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．８０ １．８８８
２ −２．８００ ０．０６
３ ３．９６０ ０．７５ １．８８８
４ −２．０００ ０．０６
５ ４．０００ ３．６０ １．７３４
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．８０ １．８８８
２ −２．８００ ０．０６
３ ３．９６０ ０．７５ １．８８８
４ −２．０００ ０．０６
５ ４．０００ ３．６０ １．７３４
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｓ：０．９９ｍｍ
ｒ１：４．１ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０５
γＡ（５０°）：０．１４
γＡ（３０°）：０．５６
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．８ｍｍ
焦点距離ｆｓ：０．９９ｍｍ
ｒ１：４．１ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０５
γＡ（５０°）：０．１４
γＡ（３０°）：０．５６
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．８ｍｍ
（広配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．３０ １．８８８
２ −２．０００ ０．０５
３ ２．０００ ０．７５ １．８８８
４ −２．０００ ０．０５
５ ２．０００ ３．００ １．７３４
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．３０ １．８８８
２ −２．０００ ０．０５
３ ２．０００ ０．７５ １．８８８
４ −２．０００ ０．０５
５ ２．０００ ３．００ １．７３４
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｗ：０．７３ｍｍ
ｒ２：３．２ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０６
γＢ（５０°）：０．１７
γＢ（３０°）：０．５７
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．３８ｍｍ
焦点距離ｆｗ：０．７３ｍｍ
ｒ２：３．２ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０６
γＢ（５０°）：０．１７
γＢ（３０°）：０．５７
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．３８ｍｍ
（実施例４）
本発明の実施例４に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系は、図６に示すように、凹レンズとライトガイドからなる。また、広配光の照明光学系は、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例４に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
本発明の実施例４に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系は、図６に示すように、凹レンズとライトガイドからなる。また、広配光の照明光学系は、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例４に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（狭配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ ０．３ １．８８８
２ ０．６１６ ０．
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ ０．３ １．８８８
２ ０．６１６ ０．
各種データ
焦点距離ｆｓ：−０．６９４ｍｍ
ｒ１：２．８ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０３
γＡ（５０°）：０．１０
γＡ（３０°）：０．５２
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．１ｍｍ
焦点距離ｆｓ：−０．６９４ｍｍ
ｒ１：２．８ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０３
γＡ（５０°）：０．１０
γＡ（３０°）：０．５２
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．１ｍｍ
（広配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．２０ １．８８８
２ −１．０９０ ０．０３
３ １．３１０ ０．７０ １．８８８
４ ∞ ０．０３
５ １．３６５ ３．００ １．８１２
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．２０ １．８８８
２ −１．０９０ ０．０３
３ １．３１０ ０．７０ １．８８８
４ ∞ ０．０３
５ １．３６５ ３．００ １．８１２
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｗ：０．５８７ｍｍ
ｒ２：２．４ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０５
γＢ（５０°）：０．１７
γＢ（３０°）：０．６３
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．２ｍｍ
焦点距離ｆｗ：０．５８７ｍｍ
ｒ２：２．４ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０５
γＢ（５０°）：０．１７
γＢ（３０°）：０．６３
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．２ｍｍ
（実施例５）
本発明の実施例５に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系及び広配光の照明光学系は、いずれも、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例５に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
本発明の実施例５に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。本実施形態における狭配光の照明光学系及び広配光の照明光学系は、いずれも、図５に示すように、３枚の凸レンズを備えている。３枚の凸レンズのうちガラスロッド凸レンズのクラッドは、屈折率１．５１８のガラスとなっている。
実施例５に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（狭配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．６０ １．８８８
２ −１．２０ ０．０５
３ ３．１２ ０．７２ １．８８８
４ −３．１２ ０．０６
５ ２．２８ ３．４８ １．８１２
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．６０ １．８８８
２ −１．２０ ０．０５
３ ３．１２ ０．７２ １．８８８
４ −３．１２ ０．０６
５ ２．２８ ３．４８ １．８１２
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｓ：０．７４ｍｍ
ｒ１：４．０ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０２
γＡ（５０°）：０．１３
γＡ（３０°）：０．６１
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．３２ｍｍ
焦点距離ｆｓ：０．７４ｍｍ
ｒ１：４．０ｍｍ
配光特性
γＡ（６０°）：０．０２
γＡ（５０°）：０．１３
γＡ（３０°）：０．６１
γＡ（０°）：１．０
ライトガイド径φＡ：１．３２ｍｍ
（広配光の照明光学系）
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．３０ １．８８８
２ −２．０００ ０．０５
３ ２．０００ ０．７５ １．８８８
４ −２．０００ ０．０５
５ ２．０００ ３．００ １．７３４
６ ∞
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ
１ ∞ １．３０ １．８８８
２ −２．０００ ０．０５
３ ２．０００ ０．７５ １．８８８
４ −２．０００ ０．０５
５ ２．０００ ３．００ １．７３４
６ ∞
各種データ
焦点距離ｆｗ：０．７３ｍｍ
ｒ２：３．０ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０６
γＢ（５０°）：０．１７
γＢ（３０°）：０．５７
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．３８ｍｍ
焦点距離ｆｗ：０．７３ｍｍ
ｒ２：３．０ｍｍ
配光特性
γＢ（６０°）：０．０６
γＢ（５０°）：０．１７
γＢ（３０°）：０．５７
γＢ（０°）：１．０
ライトガイド径φＢ：１．３８ｍｍ
（実施例６）
図１２を参照しつつ、本発明の実施例６に係る内視鏡装置の観察光学系について説明する。観察光学系の全体構成を示す断面図である。本実施例に係る観察光学系は、拡大観察が可能となっており、物点距離に応じてフォーカシングを行うことにより通常観察と近接観察が可能であり、より近点の観察に有利な構成となっている。
なお、本実施例における観察光学系は、上記した各実施例における照明光学系と適宜組み合わせることができる。
実施例６に係る観察光学系のレンズデータを以下に示す。なお、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数である。
図１２を参照しつつ、本発明の実施例６に係る内視鏡装置の観察光学系について説明する。観察光学系の全体構成を示す断面図である。本実施例に係る観察光学系は、拡大観察が可能となっており、物点距離に応じてフォーカシングを行うことにより通常観察と近接観察が可能であり、より近点の観察に有利な構成となっている。
なお、本実施例における観察光学系は、上記した各実施例における照明光学系と適宜組み合わせることができる。
実施例６に係る観察光学系のレンズデータを以下に示す。なお、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数である。
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
物体面 ∞ ｄ０
１ ∞ ０．３６ １．８８８１５ ４０．７６
２ １．１９ ０．７５
３ ∞ ０．４ １．５２３ ６５．１３
４ ∞ ０．３７
５ −３．５５ １．７８ １．５８４８２ ４０．７５
６ −２．３８ ０．３０
７ ６．８３ ０．８３ １．５１９７７ ５２．４３
８ −１．３８ ０．３０ １．９３４２９ １８．９
９ −２．１４ ０．０５
１０明るさ絞り∞ ｄ１０
１１ ∞ ０．３１ １．７７６２１ ４９．６
１２ １．４２ ０．５８ １．７３４２９ ２９．４６
１３ ３．６７ ｄ１３
１４ ４．６８ １．２０ １．８２０１７ ４６．６２
１５ −６．０２ ０．０３
１６ ４．９１ １．６０ １．６２０３３ ６３．３３
１７ −２．４２ ０．３６ １．９３４２９ １８．９
１８ １１．２ ０．１６
１９ ∞ ０．４０ １．５１５ ５８．５
２０ ∞ ０．８３
２１ ∞ ０．８０ １．５１８２５ ６４．１４
２２ ∞ ０．７０ １．５０５ ６３．２６
２３（像面） ∞
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
物体面 ∞ ｄ０
１ ∞ ０．３６ １．８８８１５ ４０．７６
２ １．１９ ０．７５
３ ∞ ０．４ １．５２３ ６５．１３
４ ∞ ０．３７
５ −３．５５ １．７８ １．５８４８２ ４０．７５
６ −２．３８ ０．３０
７ ６．８３ ０．８３ １．５１９７７ ５２．４３
８ −１．３８ ０．３０ １．９３４２９ １８．９
９ −２．１４ ０．０５
１０明るさ絞り∞ ｄ１０
１１ ∞ ０．３１ １．７７６２１ ４９．６
１２ １．４２ ０．５８ １．７３４２９ ２９．４６
１３ ３．６７ ｄ１３
１４ ４．６８ １．２０ １．８２０１７ ４６．６２
１５ −６．０２ ０．０３
１６ ４．９１ １．６０ １．６２０３３ ６３．３３
１７ −２．４２ ０．３６ １．９３４２９ １８．９
１８ １１．２ ０．１６
１９ ∞ ０．４０ １．５１５ ５８．５
２０ ∞ ０．８３
２１ ∞ ０．８０ １．５１８２５ ６４．１４
２２ ∞ ０．７０ １．５０５ ６３．２６
２３（像面） ∞
各種データ
通常観察時 近接観察時
ｄ０ ２０ ２．５
ｄ１０ ０．３２ １．７８
ｄ１３ １．９０ ０．４４
焦点距離 １．１９ １．４６
最大像高 １．２０
ｆｔ：１．４６
Ｌ：２．１
通常観察時 近接観察時
ｄ０ ２０ ２．５
ｄ１０ ０．３２ １．７８
ｄ１３ １．９０ ０．４４
焦点距離 １．１９ １．４６
最大像高 １．２０
ｆｔ：１．４６
Ｌ：２．１
（実施例７）
図１３を参照しつつ、本発明の実施例７に係る内視鏡装置の観察光学系について説明する。図１３は、観察光学系の全体構成を示す断面図である。本実施例に係る観察光学系は、フォーカシング機構は搭載していないものの、十分な近点観察が可能となっている。
なお、本実施例における観察光学系は、上記した各実施例における照明光学系と適宜組み合わせることができる。
実施例７に係る観察光学系のレンズデータを以下に示す。なお、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数である。
図１３を参照しつつ、本発明の実施例７に係る内視鏡装置の観察光学系について説明する。図１３は、観察光学系の全体構成を示す断面図である。本実施例に係る観察光学系は、フォーカシング機構は搭載していないものの、十分な近点観察が可能となっている。
なお、本実施例における観察光学系は、上記した各実施例における照明光学系と適宜組み合わせることができる。
実施例７に係る観察光学系のレンズデータを以下に示す。なお、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数である。
レンズデータ
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
１ ∞ ０．３５ １．８８８１５ ４０．７６
２ ０．９１６ ０．５８
３ ∞ ０．６２ １．５１５ ７５．０
４ ∞ ０．１３
５ ６．６８９ １．８０
６ −２．０２８ ０．１０ １．７４６７８ ４９．３４
７明るさ絞り∞ １．０５
８ ２．９２９ １．３５ １．７３２３４ ５４．６８
９ −１．５２９ ０．４２ １．９３４２９ １８．９
１０ −５．０７０ ０．７０
１１ ∞ ０．６５ １．５１８２５ ６４．１４
１２ ∞ ０．８０ １．５０７ ６３．２６
１３撮像面
面番号 ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
１ ∞ ０．３５ １．８８８１５ ４０．７６
２ ０．９１６ ０．５８
３ ∞ ０．６２ １．５１５ ７５．０
４ ∞ ０．１３
５ ６．６８９ １．８０
６ −２．０２８ ０．１０ １．７４６７８ ４９．３４
７明るさ絞り∞ １．０５
８ ２．９２９ １．３５ １．７３２３４ ５４．６８
９ −１．５２９ ０．４２ １．９３４２９ １８．９
１０ −５．０７０ ０．７０
１１ ∞ ０．６５ １．５１８２５ ６４．１４
１２ ∞ ０．８０ １．５０７ ６３．２６
１３撮像面
各種データ
物点距離 ２０
焦点距離 １．００
像高 １．０２
ｆｔ：１．０
Ｌ： ６．０
物点距離 ２０
焦点距離 １．００
像高 １．０２
ｆｔ：１．０
Ｌ： ６．０
なお、上記した実施例１〜実施例５における上記条件式（１）〜（１０）に係る値を表１に、実施例６及び実施例７における上記条件式（１１）に係る値を表２に示す。
〔付記項１〕
観察光学系の中心と照明光学系の中心の距離が以下の条件式（５）を満足する。
１．０＜ｒ１／ｒ２＜３．０ ・・・（５）
ただし、ｒ１は観察光学系中心と狭配光の照明光学系中心の距離であり、ｒ２は観察光学系中心と広配光の照明光学系中心の距離である。
観察光学系の中心と照明光学系の中心の距離が以下の条件式（５）を満足する。
１．０＜ｒ１／ｒ２＜３．０ ・・・（５）
ただし、ｒ１は観察光学系中心と狭配光の照明光学系中心の距離であり、ｒ２は観察光学系中心と広配光の照明光学系中心の距離である。
〔付記項２〕
狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とが、以下の条件式を満足する。
４＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１２ ・・・（６）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、ｒ１は観察光学系の中心と狭配光の照明光学系の中心との距離であり、ｒ２は観察光学系の中心と広配光の照明光学系の中心との距離であり、ｆｓは狭配光の照明光学系全系焦点距離であり、ｆｗは広配光の照明光学系全系焦点距離である。
狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とが、以下の条件式を満足する。
４＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１２ ・・・（６）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、ｒ１は観察光学系の中心と狭配光の照明光学系の中心との距離であり、ｒ２は観察光学系の中心と広配光の照明光学系の中心との距離であり、ｆｓは狭配光の照明光学系全系焦点距離であり、ｆｗは広配光の照明光学系全系焦点距離である。
〔付記項３〕
各照明光学系の出射光量が以下の条件式（９）を満足するように構成されている。
０．３＜φＢ・ｆｗ／φＡ・ｆｓ＜１．２ ・・・（９）
但し、φＡは狭配光の照明光学系のライトガイド径であり、φＢは広配光の照明光学系のライトガイド径であり、ｆｓは狭配光の照明光学系全系の焦点距離であり、ｆｗは広配光の照明光学系全系の焦点距離である。
各照明光学系の出射光量が以下の条件式（９）を満足するように構成されている。
０．３＜φＢ・ｆｗ／φＡ・ｆｓ＜１．２ ・・・（９）
但し、φＡは狭配光の照明光学系のライトガイド径であり、φＢは広配光の照明光学系のライトガイド径であり、ｆｓは狭配光の照明光学系全系の焦点距離であり、ｆｗは広配光の照明光学系全系の焦点距離である。
〔付記項４〕
各照明光学系のライトガイド径は以下の条件式（１０）を満足する。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
但し、φＡは狭配光の照明光学系のライトガイド径であり、φＢは広配光の照明光学系のライトガイド径である。
各照明光学系のライトガイド径は以下の条件式（１０）を満足する。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
但し、φＡは狭配光の照明光学系のライトガイド径であり、φＢは広配光の照明光学系のライトガイド径である。
〔付記項５〕
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
但し、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離である。
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
但し、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離である。
〔付記項６〕
広配光の照明光学系が３枚の凸レンズから構成されている。
広配光の照明光学系が３枚の凸レンズから構成されている。
１ 観察光学系
２Ａ 狭配光の照明光学系
２Ｂ 広配光の照明光学系
５ 照明光学系
１０ 内視鏡挿入部先端面
２Ａ 狭配光の照明光学系
２Ｂ 広配光の照明光学系
５ 照明光学系
１０ 内視鏡挿入部先端面
Claims (8)
- 内視鏡装置の挿入部の先端に設けられ、観察対象を観察するための観察光学系と、
前記挿入部に設けられ、光源から出射された照明光を前記観察対象に配光して同一視野を照明する複数の照明光学系と、を備え、
複数の該照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも前記観察光学系からの距離が短く、
前記観察光学系が以下の条件式（１１）を満たし、
前記照明光学系が以下の条件式（６’），（７）および（８）を満たす内視鏡装置。
０．０８＜ｆｔ／Ｌ＜１．２ ・・・（１１）
６＜ｒ１／｜ｆｗ｜＜１０ ・・・（６’）
１＜ｒ２／｜ｆｓ｜＜８ ・・・（７）
０．８＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．８ ・・・（８）
ただし、Ｌは最至近観察距離、ｆｔは近点観察時の観察光学系焦点距離であり、ｒ１は前記観察光学系の中心と最も狭配光の照明光学系の中心との距離、ｆｗは最も広配光の照明光学系全系焦点距離、ｒ２は前記観察光学系の中心と最も広配光の照明光学系の中心との距離、ｆｓは最も狭配光の照明光学系全系焦点距離である。 - 最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たす請求項１記載の内視鏡装置。
γＢ（６０°）／γＡ（６０°）＞１ ・・・（１）
ただし、γＡ（６０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（６０°）は、最も広配光の照明光学系の射出角６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。 - 最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たす請求項１記載の内視鏡装置。
０．０１＜ γＡ（５０°）＜０．２５ ・・・（２）
０．１０＜ γＢ（５０°）＜０．４０ ・・・（３）
ただし、γＡ（５０°）は最も狭配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＢ（５０°）は最も広配光の照明光学系の射出角５０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。 - 最も広配光の前記照明光学系が、最も狭配光の前記照明光学系よりも出射光量が小さい請求項１記載の内視鏡装置。
- 最も広配光の前記照明光学系が、最も狭配光の前記照明光学系よりも出射光量が大きい請求項１記載の内視鏡装置。
- 前記照明光学系が以下の条件式を満たす請求項１記載の内視鏡装置。
１．２＜｜ｆｓ／ｆｗ｜＜２．２ ・・・（８’）
ただし、ｆｓは最も狭配光の照明光学系全系焦点距離である。 - 前記各照明光学系の出射光量が以下の条件式を満たす請求項１記載の内視鏡装置。
０．３＜（φＢ・ｆｗ）／（φＡ・ｆｓ）＜１．２ ・・・（９）
ただし、φＡは最も狭配光の前記照明光学系のライトガイド径であり、φＢは最も広配光の前記照明光学系のライトガイド径である。 - 前記各照明光学系の出射光量が以下の条件式を満たす請求項１記載の内視鏡装置。
φＡ／φＢ＞０．８ ・・・（１０）
ただし、φＡは最も狭配光の前記照明光学系のライトガイド径であり、φＢは最も広配光の前記照明光学系のライトガイド径である。
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