JP6143995B1 - 内視鏡光学系ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
図1A、1B、1C、1D、1E、1Fは、第1実施形態に係る内視鏡照明光学系の概略構成を示す図である。
また、第2実施形態に係る内視鏡照明光学系によれば、図2に示すように、条件式(1)を満足することが望ましい。なお、図2において点線で示す内視鏡対物光学系20、及び内視鏡光学系ユニット30に関しては後述する。
0.4≦L/D≦0.6 (1)
ここで、
Lは、第1プリズムP1内を通る光軸の長さと、第2プリズムP2内を通る光軸の長さと、第3プリズムP3内を通る光軸の長さとを合計した長さ(単位 mm)、
Dは、内視鏡照明光学系を内蔵する内視鏡の挿入部外径(単位 mm)、
である。
また、第3実施形態に係る内視鏡光学系ユニットは、図3A、3B、3C、3D、3E、3F、3Gに示すように、上述の内視鏡照明光学系10と、内視鏡対物光学系20と、を有する。内視鏡対物光学系20は、第2光路偏向プリズム群PG2と、レンズ群LNSと、からなる。第2光路偏向プリズム群PG2は、被写体側から順に、第4プリズムP4と、第5プリズムP5と、第6プリズムP6と、の3つのプリズムを有する。第4プリズムP4と第5プリズムP5と第6プリズムP6とは、互いに近接して配置され、第4プリズムP4を第5プリズムP5に対し回転移動させることで視野方向A2を第1方向DR1に可変とする。第4プリズムP4と第5プリズムP5の2つのプリズムを一体として第6プリズムP6に対して回転移動させることで視野方向A2を第1方向DR1とは異なる第2方向DR2に可変とする。そして、第4プリズムP4が第5プリズムP5に対して回転するときの第3の回転軸AXcと、内視鏡照明光学系10の第1プリズムP1が第2プリズムP2に対して回転する時の第1の回転軸AXaが同軸となるように第1光路偏向プリズム群PG1と第2光路偏向プリズム群PG2を配置する。第4プリズムP4と第5プリズムP5の2つのプリズムが一体として第6プリズムP6に対して回転するときの第4の回転軸AXdと、第1プリズムP1と第2プリズムP2の2つのプリズムが一体として第3プリズムP3に対して回転するときの第2の回転軸AXbが同軸となるように、第1光路偏向プリズム群PG1と第2光路偏向プリズム群PG2を配置する。そして、第1プリズムP1と第4プリズムP4を一体として回転移動することで、内視鏡対物光学系20の視野方向A2と内視鏡照明光学系10の照明光の照射方向A1を共に第1方向DR1に可変とし、さらに第1プリズムP1と第2プリズムP2、第4プリズムP4と第5プリズムP5を一体として回転移動することで内視鏡対物光学系20の視野方向A2と内視鏡照明光学系10の照明光の照射方向A1を共に第2方向DR2に可変とすることができる。
第4実施形態に係る内視鏡照明光学系10aは、図4に示すように、発光部11は、照明光を射出する光源部13と、光源部13からの照明光を導く光ファイバー12と、を有する。さらに、内視鏡照明光学系10aは、コリメート光学系14と、光拡散体15と、を有する。コリメート光学系14は、第1光路偏向プリズム群PG1と光ファイバー12の間の光路に配置され、光ファイバー12から出射した光LT1をコリメートする。そして、内視鏡照明光学系10aは、第1光路偏向プリズム群PG1を透過してきた平行光LT2を拡散して、拡散光LT3として被写体に照射する。
第5実施形態に係る内視鏡照明光学系10bは、図5に示すように、光源部13は、例えば特定波長の光を出射するレーザーダイオード光源装置13である。なお、光源部13は、上述したように、発光ダイオード(LED)、キセノンランプ等も用いることができる。さらに、内視鏡照明光学系10は、蛍光体16を有する。蛍光体16は、光拡散体15の近傍に配置され、特定波長の光により励起され、蛍光を発する。特定波長の光は、例えば青色レーザー光である。蛍光体16は、例えば、緑色の蛍光を発するYAG蛍光体である。内視鏡照明光学系10bは、青色レーザー光が光拡散体15により拡散された青色光と、蛍光体16が発光する緑色蛍光とが混ざった状態の白色光LT4を照明光として被写体に照射する。
第6実施形態に係る内視鏡光学系ユニット30aでは、図6に示すように、内視鏡照明光学系10と不図示の被写体との間にドーム状カバーガラスDCGを配置している。そして、ドーム状カバーガラスDCGの内視鏡照明光学系10側面の曲率中心C1と、第1の回転軸AXaと第2の回転軸AXbとの交点C2と、が一致する。
第7実施形態に係る内視鏡光学系ユニット30bは、図7に示すように、ドーム状カバーガラスDCGの内視鏡照明光学系10側の内側空間内のうち、内視鏡照明光学系10から照射された照明光が透過する範囲の外側を取り囲む遮光部材17を有する。図7において、遮光部分に斜線を付して示す。遮光部材17は、照明光の照射方向を変えるために回転移動する第1プリズムP1と一体で移動することが望ましい。
図8は、実施例1に係る内視鏡照明光学系10cの断面構成図である。図8において、第1プリズムP1、第2プリズムP2、第3プリズムP3は、プリズムを展開した図として示されている。そのため、プリズムは、平行平面板として描かれている。
図9Aは、実施例2に係る内視鏡光学系ユニットが有する内視鏡照明光学系10dの断面構成図である。図9Aにおいて、第1プリズムP1、第2プリズムP2、第3プリズムP3は、プリズムを展開した図として示されている。そのため、プリズムは、平行平面板として描かれている。
図10は、実施例3に係る内視鏡照明光学系10eの断面構成図である。図10において、第1プリズムP1、第2プリズムP2、第3プリズムP3は、プリズムを展開した図として示されている。そのため、プリズムは、平行平面板として描かれている。
図11は、実施例4に係る内視鏡照明光学系10fの断面構成図である。図11において、第1プリズムP1、第2プリズムP2、第3プリズムP3は、プリズムを展開した図として示されている。そのため、プリズムは、平行平面板として描かれている。
図12は、実施例5に係る内視鏡光学系ユニットのドーム状カバーガラスDCG近傍の構成を示す断面図である。
単位 mm
(内視鏡照明光学系)
面データ
面番号d r d nd νd
1 ∞ 0.35 2.0033 28.27
2 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
3 ∞ 0.15
4 ∞ 0.55 2.0033 28.27
5 ∞(反射面) 0.55 2.0033 28.27
6 ∞ 0.15
7 ∞ 0.35 2.0033 28.27
8 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
9 ∞ 0.5
10 ∞(光ファイバー端面)
単位 mm
(内視鏡光学系ユニットの内視鏡照明光学系)
面データ
面番号d r d nd νd
1 ∞ 0.35 2.0033 28.27
2 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
3 ∞ 0.1
4 ∞ 0.55 2.0033 28.27
5 ∞(反射面) 0.5 2.0033 28.27
6 ∞ 0.1
7 ∞ 0.35 2.0033 28.27
8 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
9 ∞ 0.1
10 ∞(光ファイバー端面)
(内視鏡光学系ユニットの内視鏡対物光学系)
面データ
面番号d r d nd νd
物面 ∞ 19.08
1 4.054158 0.25 1.8830 40.77
2 0.9812464 0.299
3 ∞ 0.5 2.0033 28.27
4 ∞ 0.45 2.0033 28.27
5 ∞ 0.1
6 ∞ 0.55 2.0033 28.27
7 ∞ 0.5 2.0033 28.27
8 ∞ 0.1
9(絞り) ∞ 0.03
10 ∞ 0.697 2.0033 28.27
11 ∞ 0.543 2.0033 28.27
12 ∞ 0.13
13 ∞ 0.4 1.7859 44.20
14 -2.458494 0.7
15 5.909847 0.4 1.8830 40.77
16 ∞ 0.249
17 2.726864 0.32 1.9229 18.90
18 1.482493 0.85 1.4970 81.55
19 ∞ 0.43
20 ∞ 0.62 1.5140 75.00
21 ∞ 0.7
22 ∞ 0.8 1.5163 64.14
23 ∞ 0.02 1.5100 63.80
24 ∞ 0.35 1.6135 50.20
撮像面 ∞
各種データ
FL 1.376 mm
L 10 mm
Fno 4.46
2ω 70°
単位 mm
(内視鏡照明光学系)
面データ
面番号d r d nd νd
1 ∞ 0.3 光拡散体
2 ∞ 0.1
3 ∞ 0.35 2.0033 28.27
4 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
5 ∞ 0.1
6 ∞ 0.55 2.0033 28.27
7 ∞(反射面) 0.5 2.0033 28.27
8 ∞ 0.1
9 ∞ 0.35 2.0033 28.27
10 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
11 ∞ 0.1
12 0.475 0.58 1.883 40.77
13 ∞ 0.21
14 ∞(光ファイバー端面)
単位 mm
(内視鏡照明光学系)
面データ
面番号d r d nd νd
1 ∞ 0.7 蛍光体
2 ∞ 0.05
3 ∞ 0.3 光拡散体
4 ∞ 0.1
5 ∞ 0.35 2.0033 28.27
6 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
7 ∞ 0.1
8 ∞ 0.55 2.0033 28.27
9 ∞(反射面) 0.5 2.0033 28.27
10 ∞ 0.1
11 ∞ 0.35 2.0033 28.27
12 ∞(反射面) 0.35 2.0033 28.27
13 ∞ 0.1
14 0.475 0.58 1.883 40.77
15 ∞ 0.21
16 ∞(光ファイバー端面)
単位 mm
(内視鏡照明光学系のドーム状カバーガラス)
面データ
面番号d r d nd νd
1 2.7 0.3 1.7682 72.2
2 2.4 2.4
3(曲率中心)
条件式 実施例6 実施例6の変形例 実施例6の他の変形例
D 5.4 5.4 5.4
L1 0.56 0.7 1.07
L2 1.05 1.05 1.1
L3 0.56 1.0 1.0
(1) L/D 0.402 0.509 0.60
11 発光部
12 光ファイバー
13 光源部(レーザーダイオード光源装置)
14 コリメート光学系
15 光拡散体
16 蛍光体
17 遮光部材
20、20d 内視鏡対物光学系
30、30a、30b 内視鏡光学系ユニット
AXa 第1の回転軸
AXb 第2の回転軸
AXc 第3の回転軸
AXd 第4の回転軸
PG1 第1光路偏向プリズム群
PG2 第2光路偏向プリズム群
LNS レンズ群
A、A1 照射方向
A2 視野方向
P1 第1プリズム
P2 第2プリズム
P3 第3プリズム
P4 第4プリズム
P5 第5プリズム
P6 第6プリズム
DCG ドーム状カバーガラス
L1、L2、L3、L4、L5 レンズ
F1、F2、CG 平行平板
S 開口絞り
Claims (3)
- 発光部と、
前記発光部から出射した照明光を取り込み、光路を偏向させて被写体に照射する第1光路偏向プリズム群と、を有し、
前記第1光路偏向プリズム群は、被写体側から順に、第1プリズムと、第2プリズムと、第3プリズムと、の3つのプリズムからなり、
前記第1プリズム、前記第2プリズム、前記第3プリズムは互いに近接して配置され、
前記第1プリズムが前記第2プリズムに対して回転移動することで照明光の照射方向を第1方向に可変とし、
前記第1プリズムと前記第2プリズムの2つのプリズムを一体として前記第3プリズムに対して回転移動することで照明光の前記照射方向を前記第1方向とは異なる第2方向に可変とする内視鏡照明光学系と、
内視鏡対物光学系と、を有し、
前記内視鏡対物光学系は、第2光路偏向プリズム群と、レンズ群と、からなり、
前記第2光路偏向プリズム群は、被写体側から順に、第4プリズムと、第5プリズムと、第6プリズムと、の3つのプリズムを有し、
前記第4プリズムと前記第5プリズムと前記第6プリズムとは、互いに近接して配置され、前記第4プリズムを前記第5プリズムに対し回転移動させることで視野方向を前記第1方向に可変とし、
前記第4プリズムと前記第5プリズムの2つのプリズムを一体として前記第6プリズムに対して回転移動させることで前記視野方向を前記第1方向とは異なる前記第2方向に可変とし、
前記第4プリズムが前記第5プリズムに対して回転するときの第3の回転軸と、前記内視鏡照明光学系の前記第1プリズムが前記第2プリズムに対して回転する時の第1の回転軸が同軸となるように前記第1光路偏向プリズム群と前記第2光路偏向プリズム群を配置し、
前記第4プリズムと前記第5プリズムの2つのプリズムが一体として前記第6プリズムに対して回転するときの第4の回転軸と、前記第1プリズムと前記第2プリズムの2つのプリズムが一体として前記第3プリズムに対して回転するときの第2の回転軸が同軸となるように、前記第1光路偏向プリズム群と前記第2光路偏向プリズム群を配置し、
前記第1プリズムと前記第4プリズムを一体として回転移動することで、前記内視鏡対物光学系の前記視野方向と前記内視鏡照明光学系の照明光の前記照射方向を共に前記第1方向に可変とし、さらに前記第1プリズムと前記第2プリズム、前記第4プリズムと前記第5プリズムを一体として回転移動することで前記内視鏡対物光学系の前記視野方向と前記内視鏡照明光学系の照明光の前記照射方向を共に前記第2方向に可変とすることを特徴とする内視鏡光学系ユニット。 - 前記内視鏡照明光学系と前記被写体との間にドーム状カバーガラスを配置し、
前記ドーム状カバーガラスの前記内視鏡照明光学系側面の曲率中心と、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸の交点と、が一致することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡光学系ユニット。 - 前記ドーム状カバーガラスの前記内視鏡照明光学系側の内側空間内のうち、前記内視鏡照明光学系から照射された照明光が透過する範囲の外側の空間を取り囲む遮光部材を有し、
前記遮光部材と前記第1プリズムとは、一体で移動することを特徴とする請求項2に記載の内視鏡光学系ユニット。
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