JP6342515B2 - 照明装置および内視鏡 - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様は、中心軸方向に積層された円環状または馬蹄状の導光層および拡散層を備え、前記導光層が該導光層の接線方向を向く入光面を有する光学部材と、該光学部材の半径方向外側に配置され、前記入光面から前記導光層内に照明光を前記接線方向に入射する光導入部材とを備え、前記拡散層が、前記導光層から入射された前記照明光を内部で体積散乱させることによって拡散し、前記光学部材が、少なくとも前記中心軸方向の一端面からなり、少なくとも、前記拡散層から前記中心軸方向に射出された前記照明光を射出する射出面を有する照明装置である。
この場合に、照明光は、拡散層において体積散乱によって拡散されることにより明るさが均一化され、その後に少なくとも一端面を含む射出面から射出される。これにより、撮像光学系の前方視野を均一な明るさを有する照明光によって照明することができる。
このようにすることで、光学部材の一端面と外周面との間の角部に起因して照明光に生じる明るさムラを解消することができる。さらに、光学部材内を周方向に導光する照明光は、曲面において全反射される際に中心軸方向の速度成分が付与される。これにより、導光層を周方向に導光する照明光の拡散層への入射を促進し、射出面からの照明光の射出効率を向上することができる。
このようにすることで、光学部材に入射された照明光の射出面からの射出効率を向上することができる。
上記第1の態様においては、前記一端面側から順に、前記導光層と前記拡散層とが積層されていてもよい。
このようにすることで、照明光の周方向の明るさの均一性をさらに向上することができる。
このようにすることで、拡散層の外周面から半径方向外方に直接射出された照明光によって、光学部材の側方を効果的に照明することができる。
このようにすることで、照明光に対して均一な拡散効果を有する拡散層を簡易に製造することができる。
(1) 100≦φ≦500
(2) 0.2≦σ≦0.5
このようにすることで、拡散層における照明光の伝播効率と散乱効率とを両立し、拡散層による照明光の高い拡散効果が得られる。
このようにすることで、光導入部材に照明光を供給するためのライトガイド等の部材のレイアウトの自由度を向上することができる。
このようにすることで、一対の斜面によって分割された2つの照明光が光学部材内を互いに逆方向に導光することによって、照明光の周方向の明るさの均一性をさらに向上することができる。
このようにすることで、光導入部材に照明光を供給するためのライトガイドのレイアウトの自由度を向上することができる。
(3) 0.075≦τ/T≦0.3
このようにすることで、導光層による照明光の周方向の明るさの均一化効果と、拡散層による照明光の拡散効果とを両立することができる。
本実施形態に係る内視鏡1は、図1に示されるように、体内に挿入可能な細長い挿入部2と、該挿入部2の先端部に設けられた撮像光学系3および照明装置4とを備えている。
(1) 100≦φ≦500
(2) 0.2≦σ≦0.5
(3) 0.075≦τ/T≦0.3
光源装置からライトガイド7および導光部材8を介して光学部材5の導光層10に接線方向に入射された照明光Lは、導光層10の外周面において全反射を繰り返しながら該導光層10内を周方向に導光する。ここで、ライトガイド7の射出端面7aからは照明光Lが拡散光として射出されるので、導光層10に入射された照明光Lのうち一部は、中心軸O方向にも速度成分を有する。また、照明光Lは、光学部材5の先端面5aと外周面5bとの間の曲面において反射されたときに中心軸O方向の速度成分が与えられる。したがって、照明光Lは、導光層10を周方向に導光した後に、導光層10に隣接する拡散層11に入射する。
また、光学部材5の内周面および基端面に設けられた反射部6a,6bによって、光学部材5に入射された照明光Lの略全部が撮像光学系3の前方視野および側方視野の照明に寄与する。これにより、照明光率を向上することができるという利点がある。
また、本実施形態においては、光学部材5の先端面5aと外周面5bとの間の角部がR面取りされていることとしたが、これに代えて、図3Bに示されるように、角部のままであってもよい。
この場合、図5A、図5Bおよび図5Cに示される導光部材8を用いることによって、単一の導光部材8を用いて照明光Lを光学部材5へ2方向に入射することができる。
2 挿入部
3 撮像光学系
4 照明装置
5 光学部材
5a 先端面
5b 外周面
6a,6b 反射部
7 ライトガイド
7a 先端面(射出端面)
8 導光部材(光導入部材)
8a 射出部
8b 入射部
8c 偏向部
8d 斜面
9 射出面
10 導光層
11 拡散層
O 中心軸
O’ 光軸
L 照明光
Claims (10)
- 中心軸方向に積層された円環状または馬蹄状の導光層および拡散層を備え、前記導光層が該導光層の接線方向を向く入光面を有する光学部材と、
該光学部材の半径方向外側に配置され、前記入光面から前記導光層内に照明光を前記接線方向に入射する光導入部材とを備え、
前記拡散層が、前記導光層から入射された前記照明光を内部で体積散乱させることによって拡散し、
前記光学部材が、少なくとも前記中心軸方向の一端面からなり、少なくとも、前記拡散層から前記中心軸方向に射出された前記照明光を射出する射出面を有し、
前記光導入部材が、前記入光面に対向配置される射出部と、前記中心軸方向の他端側に設けられた入射部と、該入射部から略前記中心軸方向に入射された前記照明光を前記射出部に向かって前記接線方向に偏向する偏向部とを有し、
前記光導入部材の前記入射部と対向配置される射出端面を有し、該射出端面から前記入射部へ前記照明光を射出するライトガイドを備え、
前記ライトガイドの前記射出端面が、前記中心軸に対して傾いて配置され、
前記光導入部材の前記入射部と前記ライトガイドの前記射出端面とが、互いに平行な平面である照明装置。 - 前記光学部材の前記一端面と外周面とが、曲面を介して滑らかに連続し、
前記射出面が、前記一端面および前記外周面からなる請求項1に記載の照明装置。 - 前記光学部材の内周面および前記中心軸方向の他端面に設けられ、前記照明光を反射する反射部を備える請求項1または請求項2に記載の照明装置。
- 前記一端面側から順に、前記導光層と前記拡散層とが積層されている請求項1から請求項3のいずれかに記載の照明装置。
- 前記拡散層の外周面が、外側に露出して前記射出面の一部を構成している請求項1から請求項4のいずれかに記載の照明装置。
- 前記拡散層が、前記照明光に対して透明な透明媒質と、該透明媒質中に分散して担持され、前記透明媒質とは異なる屈折率を有する複数の微小領域とを有する請求項1から請求項5のいずれかに記載の照明装置。
- 前記微小領域が、下記条件式(1)および(2)を満足する微小粒子からなる請求項6に記載の照明装置。
(1) 100≦φ≦500
(2) 0.2≦σ≦0.5
ただし、φは、前記微小粒子の粒子径(nm)であり、σは、前記透明媒質中における前記微小粒子の粒子密度(重量%)である。 - 前記偏向部が、前記中心軸に対して傾斜するとともに、前記入射部側に凸となるようにV字状に接続された一対の斜面を有し、
該一対の斜面が、前記入射部から入射された前記照明光を互いに異なる前記接線方向に偏向することによって、前記照明光を2つに分割する請求項1から請求項7のいずれかに記載の照明装置。 - 前記光学部材および前記拡散層が、下記条件式(3)を満足する請求項1から請求項8のいずれかに記載の照明装置。
(3) 0.075≦τ/T≦0.3
ただし、τは、前記拡散層の前記中心軸方向の厚さであり、Tは、前記光学部材の前記中心軸方向の厚さである。 - 撮像光学系と、
前記中心軸が前記撮像光学系の光軸と略一致するように該撮像光学系の周囲に配置された請求項1から請求項9のいずれかに記載の照明装置とを備える内視鏡。
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