JP6280818B2

JP6280818B2 - 内視鏡

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Description

本発明は、内視鏡に関する。

従来より、内視鏡が工業分野及び医療分野において広く利用されている。内視鏡は、細長の挿入部を有し、挿入部の先端部には、照明窓と観察窓が配設されている。照明窓から出射する照明光が、被写体を照明する。

照明光学系は、照明窓の後ろ側に配置され、照明光を所定の範囲内で均一に照射するように構成されている。照明窓の形状が円形の場合、照明光学系の先端側レンズとして円形の凹レンズが使用される。照明光は、円形の凹レンズにより広がるように出射される。
また、照明光を広がるように、かつ均一な配光で出射させるために、特開平０５−２０３８８２号公報には、ボールレンズを用いた照明光学系が提案されている。

さらにまた、ライトガイドの先端面から出射された光を、ボールレンズアレイと透明接着剤からなる第１の拡散層と、砂目面と透明接着層からなる第２の拡散層とを介して照明窓から出射するように構成された内視鏡も実用化されている。ボールレンズアレイにより、照明光の拡散範囲が拡げられ、砂目面により、配光ムラが平滑化される。例えば、半値幅で２０度から８０度の光がライトガイドの先端から出射され、その光は、第１の拡散層により拡げられる。

ところで、内視鏡には、照明窓形状が円形でない内視鏡もある。照明窓形状を非円形にするのは、挿入部の先端部に洗浄用ノズルなどがない場合、照明窓の面積を大きくして照明光量を増やすためである。

特開平０５−２０３８８２号公報

しかし、非円形形状を有する照明窓の場合、円形の凹レンズを非円形の照明窓形状に合わせてカットしたレンズを使用しても、配光が均一にならない。これは、カットされた面方向への照明光がレンズ内で反射してしまうからである。
また、凹レンズを用いずに、拡散板を用いることも考えられるが、拡散板だけでは、光が広がり過ぎて、配光効率が悪い。

さらに、上述したボールレンズを用いた照明光学系の場合、多数のボールレンズを並べて接着剤により固定して第１の拡散層を製造するときに、多数のボールレンズが完全に整然と並ばずに所々に隙間ができ、被照明面上に照明光の明暗の斑ができてしまうという問題がある。

また、上述したボールレンズを用いた照明光学系の場合、多数のボールレンズを均一に並べて接着剤で固め、かつ接着剤が不必要な部位に入り込まないようにして照明光学系を製造しなければならず、照明光学系の製造は容易でない。

そこで、本発明は、非円形の照明窓を有する内視鏡において、所望の配光特性が得られ、かつ照明光学系の製造が容易な内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、前記観察窓に入射した光を受け、矩形形状の撮像面を有するイメージセンサと、を有し、前記複数のプリズムは、互いに直交する２つの軸に沿って前記入射面上にマトリックス状に配設され、前記観察窓を正面視したときに、前記撮像面の中心から前記矩形形状の四隅を結ぶ２本の対角線の方向と前記２つの軸の方向が略一致するように、前記第１の光学部材は、前記照明窓の後ろ側に配設される。
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、を有し、前記複数のプリズムは、互いに直交する２つの軸に沿って前記入射面上にマトリックス状に配設され、前記入射面と前記出射面の形状が前記所定の軸方向に沿った細長形状であるとき、前記２つの軸方向のいずれも、前記所定の軸方向と平行でない。
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、を有し、各プリズムは前記傾斜面を４つ有し、前記平面部は、正方形又は長方形であり、各傾斜面は、台形であり、前記４つの傾斜面のうち、前記平面部を挟むように形成された第１の傾斜面と第２の傾斜面は、傾斜角度が互いに異なっており、前記平面部を挟むように形成された第３の傾斜面と第４の傾斜面は、傾斜角度が互いに異なっている。
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、前記第１の光学部材の前記出射面側に配置され、拡散特性を有する第２の光学部材と、を有し、前記第１の光学部材の前記出射面から出射した光は、前記第２の光学部材を透過して前記照明窓から出射される。
本発明の一態様の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、前記第１の光学部材の前記入射面側に設けられ、光伝送機能を有するロッド状光学部材と、を有し、前記照明光は、前記ロッド状光学部材の先端から前記第１の光学部材の前記入射面に入射される。

本発明によれば、非円形の照明窓を有する内視鏡において、所望の配光特性が得られ、かつ照明光学系の製造が容易な内視鏡を提供することができる。

本発明の実施の形態に関わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。本発明の実施の形態に関わる光学アダプタ４の先端面４ａの正面図である。本発明の実施の形態に関わる、挿入部２の先端部と光学アダプタ４の構成を説明するための模式的な断面図である。本発明の実施の形態に関わる、光学アダプタ４の照明窓７の後ろ側に配置されるガラスロッド１６と、配光制御部材１７と、カバーガラス１８の構成を説明するための模式的な断面図である。本発明の実施の形態に関わる、配光制御部材１７に形成される複数のプリズムPRの配置と形状を説明するための図である。本発明の実施の形態に関わる、型成形により製造されたガラス板の構成を説明するための図である。本発明の実施の形態に関わる、ガラス板２１から切り出された配光制御部材１７の表面の一部を拡大した拡大図である。本発明の実施の形態に関わる、X方向（あるいはY方向）に沿った配光制御部材１７の部分断面図である。本発明の実施の形態に関わる、配光制御部材１７の配光図である。本発明の実施の形態に関わる、傾斜面ISの傾斜角度θ１，θ２と、偏角α１，α２の大きさ、すなわち偏角量、との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
（全体構成）
図１は、本実施の形態に関わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。内視鏡１は、細長の挿入部２と、挿入部２の基端が接続された本体部３とから構成される。挿入部２の先端部には、光学アダプタ４が装着可能となっている。本体部は、光源５を内蔵している。光源５から出射した光は、図示しないライトガイドを通して挿入部２の先端部まで伝達され、挿入部２の先端部から光学アダプタ４を介して、照明光として出射する。

照明光が検査対象に照射され、検査対象からの反射光は、撮像部であるイメージセンサ１２（図３）により撮像される。イメージセンサ１２（図３）からの撮像信号が本体部３に入力されて、所定の画像処理が施されて、図示しない表示部に内視鏡画像が表示される。

図２は、光学アダプタ４の先端面４ａの正面図である。挿入部２の先端部に装着された光学アダプタ４の先端面４ａには、観察窓６と照明窓７が配設されている。照明窓７は、先端面４ａに対向する方向にある被写体に照明光を出射し、観察窓６は、被写体からの反射光を受光する。観察窓６の後ろ側には対物光学系とイメージセンサ１２が配設されている。図２に示すように、照明窓７の形状は、非円形で、略三日月形である。

図３は、挿入部２の先端部と光学アダプタ４の構成を説明するための模式的な断面図である。挿入部２の先端部は、光学アダプタ４が装着可能となっている。挿入部２の先端面２ａには、観察窓８と照明窓９が配設されている。観察窓８の後ろ側には、対物光学系の一部を構成するレンズ群１１と、レンズ群１１を介して受光した光を光電変換するイメージセンサ１２とが配設されている。撮像素子であるイメージセンサ１２は、撮像信号を、挿入部２内に挿通された信号ケーブル（図示せず）を介して本体部３に出力する。

照明窓９の後ろ側には、カバーガラス１３と、ライトガイド１４の先端面とが配設されている。ライトガイド１４は、光ファイバ束からなり、ライトガイド１４の基端面に入射された光源５からの光を、ライトガイド１４の先端面まで導光し、先端面から出射する。ライトガイド１４の先端面から出射した光は、カバーガラス１３を介して光学アダプタ４へ出射される。

光学アダプタ４は、視野方向などを調整するためのアダプタであり、対物光学系の一部を構成するレンズ群１５と、ガラスロッド１６と、配光制御部材１７と、カバーガラス１８とを有している。レンズ群１５は、光学アダプタ４が挿入部２の先端部に装着されたときに、観察窓６に入射した光を、レンズ群１５を介して挿入部２の先端部の観察窓８に導光する。

ガラスロッド１６は、ガラス製の棒状部材であり、その外周面は全周に亘って鏡面加工されている。ガラスロッド１６は、ガラスロッド１６の基端面に入射した光がガラスロッド１６の外周面の内側で全反射してガラスロッド１６の先端面まで伝達されるように構成されている。光学アダプタ４が挿入部２の先端部に装着されたときに、挿入部２の先端部の照明窓から出射した光を、ガラスロッド１６の基端面に入射し、先端面から配光制御部材１７に向けて出射するように、光学アダプタ４は構成されている。配光制御部材１７から出射した光は、カバーガラス１８を介して出射される。
なお、ガラスロッド１６は、通常の光ファイバ束でもよい。

図４は、光学アダプタ４の照明窓７の後ろ側に配置されるガラスロッド１６と、配光制御部材１７と、カバーガラス１８の構成を説明するための模式的な断面図である。

ガラスロッド１６の基端面に入射した光は、ガラスロッド１６の先端面から、半値幅で２０度から８０度の範囲中の所定の角度で出射する。ガラスロッド１６の先端面から出射した光は、配光制御部材１７の入射面１７ａに入射する。すなわち、ガラスロッド１６は、配光制御部材１７の入射面１７ａ側に設けられ、光伝送機能を有するロッド状光学部材である。照明光は、ガラスロッド１６の先端から配光制御部材１７の入射面１７ａに入射される。

配光制御部材１７は、板状の透明部材であり、ガラスロッド１６の先端面から出射した光が入射する入射面１７ａには、複数のプリズムを有するプリズム面が形成されている。プリズム面の構成については後述する。

入射面１７ａに入射した光は、プリズム面により拡散され、入射面１７ａとは反対側の出射面１７ｂから、所定の配光特性を持って、出射される。
配光制御部材１７から出射した光は、カバーガラス１８に入射する。
すなわち、配光制御部材１７は、照明窓７の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面１７ａと、照明光を照明窓７へ出射する出射面１７ｂを有する光学部材である。

カバーガラス１８は、板状の透明部材であり、配光制御部材１７から出射した光が入射する入射面１８ａには、砂目面が形成されている。カバーガラス１８の入射面１８ａと配光制御部材１７の出射面１７ｂとは、透明な接着剤１９により接着される。接着剤１９は、カバーガラス１８の屈折率が異なるものが用いられる。

カバーガラス１８に入射した光は、入射面１８ａの砂目面により拡散され、入射面１８ａとは反対側の出射面１８ｂから、出射される。その結果、照明のムラを弱められ、均一な照明光を被写体に照射することができる。

すなわち、カバーガラス１８は、配光制御部材１７の出射面１７ｂ側に配置され、拡散特性を有する光学部材である。配光制御部材１７の出射面１７ｂから出射した光は、カバーガラス１８を透過して照明窓７から出射される。
（配光制御部材の構成）
次に、配光制御部材１７の構成について説明する。

図５は、配光制御部材１７に形成される複数のプリズムPRの配置と形状を説明するための図である。配光制御部材１７の入射面１７ａには、互いに直交する行方向（X方向）と列方向（Y方向）に沿ってマトリックス状に配置された複数のプリズムPRが形成されている。図５は、そのマトリックス状に配置された多数のプリズムPRのうちの１６個のプリズムPRの平面図と断面図を示している。

配光制御部材１７は、複数のプリズムPRが規則的に、ここではマトリックス状に、形成されたプリズム面を入射面１７ａに有している。入射面１７ａに形成されるプリズム面の各プリズムPRは、平面部FSと、その平面部FSの周囲に設けられた複数の、ここでは４つの、傾斜面ISを有する。

各平面部FSは矩形形状、ここでは正方形、を有する。なお、各平面部FSは、長方形でもよい。各傾斜面ISは、台形形状を有する。４つの傾斜面ISは、平面部FSを囲むように形成されている。各平面部FSが凹部となるように、４つの傾斜面ISは、配光制御部材１７の入射面１７ａに形成されている。よって、プリズムPRは、底面を有する逆ピラミッド形である。

図５に示すように、隣り合う２つのプリズムPR間は、２つの傾斜面ISにより形成される稜線LSにより仕切られている。稜線LSを挟んだ２つの傾斜面ISは、同じ傾斜角度を有している。すなわち、マトリックス状に配設された複数のプリズムPRにおいて、隣り合う２つのプリズムPRの隣接する２つの傾斜面ISの傾斜角度は、等しい。
さらに、各プリズムPRにおいては、平面部FSを挟むように形成された、対向する２つの傾斜面ISは、傾斜角度が互いに異なっている。

具体的には、図５に示すように、ある行L(i)とその隣の行L(i+1)間では、稜線LSを挟む２つの傾斜面ISは、平面部FSの平面に直交する方向に対して角度θ１を有しているが、行L(i+1)とその隣の行L(i+2)間では、稜線LSを挟む２つの傾斜面ISは、平面部FSの平面に直交する方向に対して角度θ２を有している。すなわち、角度θ１を有する２つの傾斜面ISと角度θ２を有する２つの傾斜面ISが、列方向において交互に形成される。

同様に、図５に示すように、ある列C(j)とその隣の列C(j+1)間では、稜線LSを挟む２つの傾斜面ISは、平面部FSの平面に直交する方向に対して角度θ１を有しているが、列C(j+1)とその隣列C(j+2)間では、稜線LSを挟む２つの傾斜面ISは、平面部FSの平面に直交する方向に対して角度θ２を有している。すなわち、角度θ１を有する２つの傾斜面ISと角度θ２を有する２つの傾斜面ISが、行方向において交互に形成される。

言い換えれば、各プリズムPRの４つの傾斜面ISのうち、平面部FSを挟むように形成された第１の傾斜面ISと第２の傾斜面ISは、傾斜角度が互いに異なっており、平面部FSを挟むように形成された第３の傾斜面ISと第４の傾斜面ISは、傾斜角度が互いに異なっている。そして、ここでは、第１の傾斜面ISと第３の傾斜面ISは、傾斜角度が等しく、第２の傾斜面ISと第４の傾斜面ISは、傾斜角度が等しい。

従って、各プリズムPRは、逆ピラミッドの先端が平らに削られた形状を有し、稜線LSを挟む２つの傾斜面ISの傾斜角度は、等しく、各プリズムPRにおいて凹部である平面部FSを挟む２つに傾斜面ISの傾斜角度は、異なっている。後述するように、複数のプリズムPRがこのような形状を有することにより、前方及び複数の前方斜め方向への配光を得ることができる。
なお、ここでは、各プリズムPRにおいて平面部FSを挟む２つに傾斜面ISの傾斜角度は、互いに異なっているが、同じでも良い。

各プリズムPRにおいて平面部FSを挟む２つに傾斜面ISの傾斜角度を異ならせているのは、配光範囲をムラなくすることができるだけでなく、照明縞の発生を防ぐ効果も期待することができるからである。

図５に示すようなプリズム面を有する配光制御部材１７は、例えば、互いに直交する縦横方向に所定の間隔で設けられた複数の溝を有する型を用いて、加熱された平板ガラス部材を成形することにより、製造することができる。各溝はV溝カッターなどにより型に形成され、所定の傾斜角度を有するV字形状を有する。すなわち、その型に形成された形状をガラス部材に転写するようにして、上述した形状を有する配光制御部材１７は簡単に製造することができる。よって、型のV字状の溝の谷部が、隣り合う２つのプリズムPR間の稜線LSとなる。
あるいは、配光制御部材１７は、超音波振動によってガラス部材を型形状通りに打ち抜く方法を利用して、製造してもよい。

型に形成される縦方向及び横方向の複数の複数のV字状の溝は、隣り合う２つの傾斜面ISの傾斜角度が平面部FSの平面に直交する方向に対して上述した角度θ１とθ２となるように形成される。よって、V字状の溝の角度が、傾斜面ISの傾斜角度θ１，θ２を規定する。

また、配光バランスを適切にするために、各プリズムPRの平面部FSに平行な平面に投影したときの、平面部FSの面積S1と４つの傾斜部ISの総面積S2との面積比S2/S1が０．３から３の範囲（0.3≦S2/S1≦3）になるように、平面部FSの形状と各傾斜面ISの角度は、設定されて形成される。

図６は、型成形により製造されたガラス板の構成を説明するための図である。ここでは、上述した型成形により製造されたガラス板２１は、円形形状を有している。図６は、図５におけるXY方向を４５度傾けた状態を示し、図６では、稜線LSのみを示し、平面部FSと傾斜面ISは、省略して図示していない。

配光制御部材１７は、型成形から製造されたガラス板２１の一部を、照明窓７の形状に合わせて切り出すことにより作られる。図６において、点線で示す三日月形に切り出されたガラス板２１の一部が、配光制御部材１７として用いられる。

図７は、ガラス板２１から切り出された配光制御部材１７の表面の一部を拡大した拡大図である。図７は、図６の二点鎖線の領域R内を示している。
図７に示すように、配光制御部材１７の稜線の交点CPが照明窓７の中央と一致している。これは、配光バランスを左右で均等にするためである。よって、配光制御部材１７が挿入部２の先端部に設けられたときに、稜線LSの交点CPが照明窓７の中央と一致するように、配光制御部材１７はガラス板２１から切り出される。

次に、配光制御部材１７の拡散特性について説明する。図８は、X方向（あるいはY方向）に沿った配光制御部材１７の部分断面図である。配光制御部材１７の入射面１７ａに入射した光は、入射面１７ａで屈折し、さらに出射面１７ｂにおいても屈折する。図９は、配光制御部材１７の配光図である。

図８に示すように、傾斜角度θ１の傾斜面ISに入射した光の偏角α１は、傾斜角度θ２の傾斜面ISに入射した光の偏角α２よりも大きい。そのため、配光制御部材１７全体では、図９に示すように、入射面１７ａに入射した光は、プリズム面により、各プリズムPRの平面部FSを通る光の配光範囲R1と、傾斜角度θ１の傾斜面ISを通る光の配光範囲R2と、傾斜角度θ２の傾斜面ISを通る光の配光範囲R3とを照明するように拡散する。偏角α２が偏角α１よりも小さいので、配光範囲R3は、配光範囲R1とR2の間に位置する。

偏角α１、α２は、配光制御部材１７の材質の屈折率によって異なる。図１０は、傾斜面ISの傾斜角度θ１，θ２と、偏角α１，α２の大きさ、すなわち偏角量、との関係を示すグラフである。図１０では、屈折率は、n1＜n2＜n3の関係を有する。

傾斜角度θ１，θ２が急峻になるにつれて、偏角α１，α２の偏角量は大きくなる。さらに、配光制御部材１７の材質の屈折率ｎが高くなるにつれて、偏角量は大きくなる。
また、配光制御部材１７による照明範囲LAは、図９において２点鎖線で示すように、X軸とY軸方向にやや広がった形状を有する。

そこで、配光制御部材１７は、イメージセンサ１２の長方形の撮像面の４辺に対して、図５に示すプリズム面のX軸とY軸が４５度傾くように、内視鏡１の挿入部２の先端部に配設される。

具体的には、イメージセンサ１２は、観察窓６に入射した光を受け、矩形形状の撮像面を有する。観察窓６を正面視したときに、イメージセンサ１２の撮像面の中心から矩形形状の四隅を結ぶ２本の対角線の方向と２つのX軸とY軸の方向が略一致するように、配光制御部材１７は、照明窓７の後ろ側に配設される。

その結果、イメージセンサ１２により得られる長方形あるいは正方形の内視鏡画像の四隅が、図９においてX軸とY軸方向に広がった照明範囲LAの広がり部分LAeにより照明されて、長方形の内視鏡画像全体あるいは略長方形に近い８角形の内視鏡画像全体が略均一に照明された画像となる。

すなわち、配光制御部材１７による光の偏角α１，α２の方向を、矩形のイメージセンサ１２の中心から四隅に向かう方向と一致させることにより、照明窓７からの光は、内視鏡画像の視野範囲を効率的に照明することができる。

さらにまた、三日月形のような所定の方向に沿った細長い形状の照明窓７の長手軸方向とプリズム面のX軸方向あるいはY軸方向が一致するように配光制御部材１７を切り出すと、ガラス板２１からの切り出された配光制御部材１７の配光特性は、配光制御部材１７の切り出し位置によって、変化するという問題がある。これは、照明窓７の形状が細長いため、照明窓７の長手軸方向とプリズム面のX軸方向あるいはY軸方向が一致すると、配光制御部材１７の入射面１７ａのプリズム面に含まれる傾斜角度θ１の傾斜面ISの数と、傾斜角度θ２の傾斜面ISの数の差が、その長手軸方向に直交する方向における切り出し位置によって、大きく変わってしまうからである。

そのため、配光制御部材１７の入射面１７ａと出射面１７ｂの形状が、所定の軸方向に沿った細長形状であるとき、上記のX軸とY軸の２つの軸方向のいずれも、配光制御部材１７のその所定の軸方向と平行とならないように、配光制御部材１７が切り出される。ここでは、上記のX軸とY軸の２つの軸方向のいずれかと、細長の配光制御部材１７の長手軸方向とが平行でない角度である４５度をなしている。

図６に示すように、ガラス板２１から配光制御部材１７を切り出すことによって、配光制御部材１７の配光特性が、配光制御部材１７の切り出し位置によって変わらないようにしている。すなわち、製造時の配光制御部材１７の切り出し位置の誤差に対して、製造された配光制御部材１７間で配光特性が大きく変化しない。

なお、傾斜角度θ１，θ２及び偏角α１，α２は、内視鏡１の使用目的、使用環境等によって異なる。傾斜角度θ１は、４０度から７５度の範囲内の角度であり、好ましくは、５０度から６５度の範囲内の角度である。傾斜角度θ２も同様である。θ１とθ２の差ｄθは、２．５度から２０度であり、好ましくは、５度から１０度である。

従って、配光制御部材１７の各プリズムPRの平面部FSと各傾斜面ISのサイズ、及び各傾斜面ISの傾斜角度θ１，θ２を設定することにより、所望の配光が得られる。例えば、内視鏡画像の中央部が暗くなるような、いわゆる中抜け配光特性も得ることができる。
以上のように、上述した実施の形態によれば、非円形の照明窓を有する内視鏡において、所望の配光特性が得られ、かつ照明光学系の製造が容易な内視鏡を提供することができる。

なお、上述した実施の形態では、プリズム面は、配光制御部材１７の入射面１７ａに形成されているが、出射面１７ｂに形成されるようにしてもよい。
さらに、プリズム面は、所望の配光特性が得られるように、入射面１７ａと出射面１７ｂの両方に形成するようにしてもよい。

さらになお、上述した実施の形態では、配光制御部材１７とカバーガラス１８は、光学アダプタ４に設けられているが、光学アダプタ４を挿入部２の先端部に装着しないで使用される挿入部２の場合は、上述した配光制御部材１７とカバーガラス１８を、挿入部２の先端部に設けるようにしてもよい。すなわち、配光制御部材１７とカバーガラス１８が、挿入部２の照明窓９に設けるようにしてもよい。
また、上述した非円形の照明窓７の形状として、所定の軸方向に沿った細長形状として、三日月形を例として説明したが、三日月形以外の形状でもよく、さらに円環形状でもよい。
さらにまた、上述した実施の形態では、照明光が光源５からライトガイドにより挿入部２の先端部まで導光されているが、挿入部２の先端部に発光ダイオード（LED）等の発光素子を設け、その発光素子からの照明光を用いる内視鏡にも、上述した実施の形態は、適用可能である。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１内視鏡、２挿入部、２ａ先端面、３本体部、４光学アダプタ、４ａ先端面、５光源、６観察窓、７照明窓、８観察窓、１１レンズ群、１２イメージセンサ、１３カバーガラス、１４ライトガイド、１５レンズ群、１６ガラスロッド、１７配光制御部材、１７ａ入射面、１７ｂ出射面、１８カバーガラス、１８ａ入射面、１８ｂ出射面、１９接着剤、２１ガラス板。

Claims

挿入部と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、
前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、
前記観察窓に入射した光を受け、矩形形状の撮像面を有するイメージセンサと、
を有し、
前記複数のプリズムは、互いに直交する２つの軸に沿って前記入射面上にマトリックス状に配設され、
前記観察窓を正面視したときに、前記撮像面の中心から前記矩形形状の四隅を結ぶ２本の対角線の方向と前記２つの軸の方向が略一致するように、前記第１の光学部材は、前記照明窓の後ろ側に配設されることを特徴とする内視鏡。
挿入部と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、
前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、を有し、
前記複数のプリズムは、互いに直交する２つの軸に沿って前記入射面上にマトリックス状に配設され、
前記入射面と前記出射面の形状が前記所定の軸方向に沿った細長形状であるとき、前記２つの軸方向のいずれも、前記所定の軸方向と平行でないことを特徴とする内視鏡。
挿入部と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、
前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、
を有し、
各プリズムは前記傾斜面を４つ有し、
前記平面部は、正方形又は長方形であり、
各傾斜面は、台形であり、
前記４つの傾斜面のうち、前記平面部を挟むように形成された第１の傾斜面と第２の傾斜面は、傾斜角度が互いに異なっており、
前記平面部を挟むように形成された第３の傾斜面と第４の傾斜面は、傾斜角度が互いに異なっていることを特徴とする内視鏡。
挿入部と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、
前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、
前記第１の光学部材の前記出射面側に配置され、拡散特性を有する第２の光学部材と、を有し、
前記第１の光学部材の前記出射面から出射した光は、前記第２の光学部材を透過して前記照明窓から出射されることを特徴とする内視鏡。
挿入部と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられた観察窓と、
前記挿入部の先端部又は前記挿入部の先端部に装着されたアダプタに設けられ、所定の軸方向に沿った細長形状あるいは円環形状を有する照明窓と、
前記照明窓の後ろ側に配設され、照明光を入射する入射面と、前記照明光を前記照明窓へ出射する出射面を有し、平面部と前記平面部の周囲に設けられた複数の傾斜面を有するプリズムが複数、規則的に形成されたプリズム面を、前記入射面と前記出射面の少なくとも一方に有する第１の光学部材と、
前記第１の光学部材の前記入射面側に設けられ、光伝送機能を有するロッド状光学部材と、を有し、
前記照明光は、前記ロッド状光学部材の先端から前記第１の光学部材の前記入射面に入射されることを特徴とする内視鏡。
各プリズムは前記傾斜面として、第１の傾斜面、第２の傾斜面、第３の傾斜面及び第４の傾斜面の４つの傾斜面を有し、
前記平面部は、正方形又は長方形であり、
各傾斜面は、台形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡。
前記プリズム面は、前記第１の光学部材の前記入射面に形成され、
前記各プリズムは、前記入射面において前記平面部が凹部となるように形成されていることを特徴とする請求項３又は６に記載の内視鏡。
前記４つの傾斜面のうち、前記平面部を挟むように形成された前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面は、傾斜角度が互いに異なっており、
前記平面部を挟むように形成された前記第３の傾斜面と前記第４の傾斜面は、傾斜角度が互いに異なっていることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
前記第１の傾斜面と前記第３の傾斜面は、傾斜角度が等しいことを特徴とする請求項３又は８に記載の内視鏡。
前記第２の傾斜面と前記第４の傾斜面は、傾斜角度が等しいことを特徴とする請求項９に記載の内視鏡。
マトリックス状に配設された前記複数のプリズムにおいて、隣り合う２つのプリズムの
隣接する２つの傾斜面の傾斜角度は、等しいことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡。
前記第１の光学部材の前記出射面側に配置され、拡散特性を有する第２の光学部材を有し、
前記第１の光学部材の前記出射面から出射した光は、前記第２の光学部材を透過して前記照明窓から出射されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の内視鏡。
前記第１の光学部材の前記入射面側に設けられ、光伝送機能を有するロッド状光学部材を有し、
前記照明光は、前記ロッド状光学部材の先端から前記第１の光学部材の前記入射面に入射されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の内視鏡。