JP7281544B2 - 照明光学系及び照明装置 - Google Patents

照明光学系及び照明装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7281544B2
JP7281544B2 JP2021528616A JP2021528616A JP7281544B2 JP 7281544 B2 JP7281544 B2 JP 7281544B2 JP 2021528616 A JP2021528616 A JP 2021528616A JP 2021528616 A JP2021528616 A JP 2021528616A JP 7281544 B2 JP7281544 B2 JP 7281544B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
incident
lens
face
end surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021528616A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2020255398A1 (ja
Inventor
和成 花野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of JPWO2020255398A1 publication Critical patent/JPWO2020255398A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7281544B2 publication Critical patent/JP7281544B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/07—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2461—Illumination
    • G02B23/2469—Illumination using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006—Coupling light into the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G02B19/0057—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode in the form of a laser diode array, e.g. laser diode bar
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3616—Holders, macro size fixtures for mechanically holding or positioning fibres, e.g. on an optical bench
    • G02B6/3624—Fibre head, e.g. fibre probe termination
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Description

本発明は、照明光学系及び照明装置に関する。
従来、医療分野においては、被検体内部の観察のために内視鏡システムが用いられている。内視鏡を用いた観察では、一般に、患者等の被検体内に細長形状をなす可撓性の挿入部を挿入し、この挿入部先端から照明光によって被検体内部を照明する。照明光は、光源装置によって挿入部に供給される。内視鏡の挿入部先端の撮像部は、照明光の反射光を受光することによって体内画像を撮像する。撮像部によって撮像された体内画像は、内視鏡に接続された処理装置において所定の画像処理を施された後に、内視鏡システムのディスプレイに表示される。医師等のユーザは、ディスプレイが表示する体内画像に基づいて、被検体の臓器を観察する。
照明光を出射する装置として、複数の光源がそれぞれ出射した光をコリメートレンズによって平行光にした後、この平行光を集光レンズによって集光してライトガイドに入射させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、平行光にした光をライトガイドによって導光して被写体に光を照射する。また、特許文献１では、複数の光源の一部が、コリメートレンズ及び集光レンズを経て、ライトガイドの入射面に対して垂直に光を入射する位置に配置され、その他の光源が、ライトガイドの入射面に対して斜めに光を入射する位置に配置されている。
特開２０１３－９０７０６号公報
ところで、ライトガイドでは、入射する光の角度によって出射する光の角度が決まる。特許文献１において、各光源を独立して点灯又は消灯する場合、点灯する光源の位置によって、ライトガイドに入射する光の入射角度が異なる。ライトガイドに入射する光の入射角度が変わると、ライトガイドから出射される光の配光が変わる。図２２Ａ～図２２Ｃは、従来の照明技術における点灯光源と、その配光を説明する図である。各光源は、独立して点灯制御される。複数の光源を独立して制御する場合、点灯させる光源の位置によって照明レンズ５１５から出射される光の配光が異なる。光の配光が変わると配光にムラが生じ、被写体に対して均一に照明できない場合がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の光源を独立して制御する場合であっても配光の変化を抑制して照明することができる照明光学系及び照明装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る照明光学系は、レンズの中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する第１レンズと、前記第１レンズによって集光された光が入射する第１入射端面と、前記光が出射する第１出射端面とを有し、前記第１入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第１出射端面から出射する第１導光部材と、前記第１出射端面から出射された光が入射し、前記第１出射端面を物体面として瞳を生成する第２レンズと、前記瞳の位置又は前記瞳の位置と共役な位置に配置され、前記第２レンズを通過した光が入射する第２入射端面と、前記第２入射端面に入射した光が出射する第２出射端面とを有し、前記第２入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第２出射端面から出射する第２導光部材と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る照明光学系は、レンズ面上の中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する第１レンズと、前記第１レンズによって集光された光が入射する第１入射端面と、前記光が出射する第１出射端面とを有し、前記第１入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第１出射端面から出射する第１導光部材と、前記第１出射端面から出射された光が入射し、前記第１導光部材側の焦点位置を前記第１出射端面に配置した第２レンズと、前記瞳生成レンズの瞳の位置又は前記瞳の位置と共役な位置に配置され、前記第２レンズを通過した光が入射する第２入射端面と、前記光が出射する第２出射端面とを有し、前記第２入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第２出射端面から出射する第２導光部材と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る照明光学系は、レンズ面上の中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する第１レンズと、前記第１レンズによって集光された光が入射する第１入射端面と、前記光が出射する第１出射端面とを有し、前記第１入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第１出射端面から出射する第１導光部材と、前記第１出射端面から出射された光が入射する第２入射端面と、前記光が出射する第２出射端面とを有し、前記第２入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第２出射端面から出射する第２導光部材と、前記第１出射端面から出射された光を前記第２入射端面にケーラー照明するケーラー照明部であって、前記第１レンズから前記ケーラー照明部までの光学系全体の瞳面が、前記第２入射端面に配置されたケーラー照明部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る照明装置は、上記の発明に係る照明光学系と、前記集光レンズに向けて光をそれぞれ出射する複数の光源と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数の光源を独立して制御する場合であっても配光の変化を抑制して照明することができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する図である。 図５は、光源部が備えるロッドにおける光の伝搬の一例を示す図である。 図６は、図５に示す入射端面Ｐ1における光の分布を説明する図である。 図７は、図５に示す出射端面Ｐ2における光の分布を説明する図である。 図８は、光源部において光源からロッドに入射するまでの光の伝搬経路の一例を示す図である。 図９は、図８に示す矢印Ｙ1の方向に進行する光の、ロッドにおける導光経路の一例を示す図である。 図１０は、図８に示す矢印Ｙ2の方向に進行する光の、ロッドにおける導光経路の一例を示す図である。 図１１は、光源部が備えるロッドにおける光の均一化と長さとの関係を説明する図である。 図１２は、照明光学系が備えるロッド、瞳生成レンズ及びライトガイドにおける導光の一例を説明する図である。 図１３は、照明光学系が備えるロッド、瞳生成レンズ及びライトガイドにおける導光の一例を説明する図である。 図１４は、ライトガイドにおける光の入射角度と出射角度について説明する図である。 図１５は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る内視鏡システムが備える照明光学系の構成を説明する図である。 図１６は、図１５に示す入射端面Ｐ11における光の分布を説明する図である。 図１７は、図１５に示す出射端面Ｐ12における光の分布を説明する図である。 図１８は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する図である。 図１９は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する図である。 図２０は、本発明の実施の形態に係るロッドの他の例を示す斜視図である。 図２１は、本発明の実施の形態に係るロッドの他の例を示す斜視図である。 図２２Ａは、従来の照明技術における点灯光源と、その配光を説明する図である。 図２２Ｂは、従来の照明技術における点灯光源と、その配光を説明する図である。 図２２Ｃは、従来の照明技術における点灯光源と、その配光を説明する図である。
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明に係る照明光学系及び照明装置を含むシステムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
図１及び図２に示す内視鏡システム１は、患者等の被検体に内視鏡を挿入して被検体の体内（被写体Ｓ）を撮像し、この撮像した画像データを外部の表示装置へ出力する。医者等の使用者は、表示装置で表示された体内画像の観察を行うことによって、検出対象部位である出血部位、腫瘍部位及び異常部位それぞれの有無を検査する。内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源装置３と、表示装置４と、処理装置５（プロセッサ）と、を備える。
内視鏡２は、被検体の体内を撮像して画像データを生成し、この生成した画像データを処理装置５へ出力する。内視鏡２は、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルコード２３と、を備える。
挿入部２１は、可撓性を有する細長形状をなす。挿入部２１は、後述する撮像素子２４４を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。
先端部２４は、光源装置３が発光した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光して光を受光して電気信号に光電変換する複数の画素が２次元状に配列された撮像素子２４４と、撮像素子２４４を制御する撮像制御部２４５と、を有する。ライトガイド２４１は、第２導光部材に相当する。
撮像素子２４４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサを用いて構成される。具体的には、撮像素子２４４は、光を受光して光電変換を行うことによって電気信号を出力する複数の画素が２次元状に配列され、被写体Ｓ（例えば体腔）を所定のフレームレートで撮像して画像データ（例えばＲＡＷデータ）を出力する。
なお、内視鏡２は、撮像素子２４４が各種動作を実行するための実行プログラム及び制御プログラムや、内視鏡２の識別情報を含むデータを記憶するメモリを有する（図示せず）。識別情報には、内視鏡２の固有情報（ＩＤ）、年式、スペック情報、及び伝送方式等が含まれる。また、メモリは、撮像素子２４４が生成した画像データ等を一時的に記憶してもよい。
操作部２２は、湾曲部２５を上下方向及び左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、体腔内に生体鉗子、レーザメス及び検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、光源装置３、処理装置５に加えて、送気手段、送水手段、送ガス手段等の周辺機器の操作指示信号や撮像素子２４４に静止画撮影を指示する撮影指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部（図示せず）から表出する。
ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、１又は複数のケーブルをまとめた集合ケーブルと、を少なくとも内蔵している。集合ケーブルは、内視鏡２及び光源装置３と処理装置５との間で信号を送受信する信号線であって、設定データを送受信するための信号線、画像データを送受信するための信号線、撮像素子２４４を駆動するための駆動用のタイミング信号を送受信するための信号線等を含む。ユニバーサルコード２３は、光源装置３に着脱自在なコネクタ部２７を有する。コネクタ部２７には、コイル状のコイルケーブル２７ａが延設される。コイルケーブル２７ａの延出端には、処理装置５に着脱自在なコネクタ部２８が設けられる。
光源装置３は、内視鏡２の先端部２４から被検体を照射するための照明光を供給する。光源装置３は、光源部３１と、光源ドライバ３２と、照明制御部３３と、を備える。
光源部３１は、光源ドライバ３２から供給される電流に基づいて、被検体を照射する照明光を出射する。光源部３１の構成については後述する。
光源ドライバ３２は、照明制御部３３の制御のもと、光源部３１に対して電流を供給することによって照明光を出射させる。
照明制御部３３は、処理装置５から受信した指示信号に基づいて、光源部３１が備える光源の点灯を制御する。照明制御部３３は、指示信号に基づいて取得した光量値に応じて、点灯させる光源を制御する。照明制御部３３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
表示装置４は、処理装置５から受信した内視鏡２によって生成された画像データに対応する画像を表示する。表示装置４は、内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。表示装置４は、液晶又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の表示パネル等を用いて構成される。
処理装置５は、内視鏡２が生成した画像データを受信し、この受信した画像データに対して所定の画像処理を施して表示装置４へ出力する。また、処理装置５は、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する。処理装置５は、画像処理部５１と、入力部５２と、記録部５３と、処理制御部５４と、を備える。
画像処理部５１は、処理制御部５４の制御のもと、内視鏡２が生成した画像データを受信し、受信した画像データに対して所定の画像処理を施して表示装置４へ出力する。ここで、所定の画像処理としては、補間処理、ＯＢクランプ処理、ゲイン調整処理及びフォーマット変換処理等である。画像処理部５１は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて構成される。
入力部５２は、内視鏡システム１の動作を指示する指示信号の入力を受け付け、この受け付けた指示信号を処理制御部５４へ出力する。入力部５２は、スイッチ、ボタン及びタッチパネル等を用いて構成される。
記録部５３は、内視鏡システム１が実行する各種プログラムや、内視鏡システム１が実行中のデータ及び内視鏡２が生成した画像データを記録する。記録部５３は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びメモリカード等を用いて構成される。
処理制御部５４は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等を用いて構成される。処理制御部５４は、内視鏡システム１を構成する各部を制御する。
続いて、光源部３１、ライトガイド２４１及び照明レンズ２４２を含んで構成される照明装置について、図３、図４を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する図である。図４は、図３に示す複数の光源及びコリメートレンズのうち、照明装置１００の光軸を通過する平面上に位置する光源及びコリメートレンズのみを図示した平面図である。
具体的に、照明装置１００は、複数の光源３１１と、複数のコリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４と、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、を備える。このうち、複数の光源３１１と、複数のコリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４とによって光源部３１を構成する。また、本実施の形態１では、コリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４と、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２とによって、照明光学系１１０を構成する。集光レンズ３１３は、第１レンズに相当する。ロッド３１４は、第１導光部材に相当する。瞳生成レンズ３１５は、第２レンズに相当する。
光源３１１は、照明光を出射する。光源３１１は、位相が揃った指向性の高い光源、例えば半導体レーザー（半導体光源）を用いて構成される。光源３１１は、白色光や、特定の波長帯域の光からなる照明光を出射する。
コリメートレンズ３１２は、各光源３１１に対応して設けられ、光源３１１が出射する照明光を略平行光にする。光源３１１が出射する照明光を、コリメートレンズ３１２は、照明装置１００の光軸に対して平行な光、又はこの光軸に対して集光レンズ３１３が集光し得る範囲で傾斜した方向に進行する光にする。
集光レンズ３１３は、各コリメートレンズ３１２を通過して入射する光（平行光）を集光する。集光レンズ３１３は、各コリメートレンズ３１２を通過し、レンズの中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する。ここでいう「レンズの中心軸からの高さ」とは、例えば外周が円をなすレンズの場合、中心軸に対して直交する方向（径方向）の位置に相当する。換言すれば、集光レンズ３１３は、レンズ面上の異なる位置にそれぞれ入射する複数の略平行光（光束）を集光する。
ロッド３１４は、集光レンズ３１３の集光位置に設けられ、集光レンズ３１３によって集光された光が入射する。ロッド３１４は、集光レンズ３１３からの光が入射する入射端面Ｐ1（第１入射端面）と、入射端面とは反対側に設けられ、当該ロッド３１４に入射した光を出射する出射端面Ｐ2（第１出射端面）とを有し、光を反射させながら入射端面から出射端面に導光する。ロッド３１４は、当該ロッド３１４と外部との境界面において、光を反射させる。ロッド３１４では、内部において光の反射を繰り返して入射端面から出射端面に光を導光する。ロッド３１４は、出射端面における面内の光の空間的な強度分布を均一化するロッドインテグレータを用いて構成される。
図３では、複数の光源３１１は二次元のアレイ状に配置されている。複数の光源３１１の各々から出射された光線は各コリメートレンズ３１２によりコリメートされてから集光レンズ３１３に入射し、ロッド３１４の入射端面に集光される。光源部３１の構成は前述の構成に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。例えば、凹面鏡の球心付近に複数の光源３１１をそれぞれ凹面に向けて光を出射するように配置し、凹面鏡により反射された光線が集光レンズ３１３に入射し、ロッド３１４の入射端面に集光される構成であってもよい。
瞳生成レンズ３１５は、ロッド３１４の出射端面Ｐ2から出射された光が入射し、この出射端面を物体面として瞳を生成する。さらに、瞳生成レンズ３１５は、ロッド３１４側の焦点位置に、ロッド３１４の出射端面Ｐ2が配置される。瞳生成レンズ３１５は、出射端面Ｐ2から出射された光を、ライトガイド２４１の入射端面（後述する入射端面Ｐ3）に対してケーラー照明するケーラー照明部に相当する。
ライトガイド２４１は、瞳生成レンズ３１５からの光が入射する入射端面（第２入射端面）と、入射端面とは反対側に設けられ、当該ライトガイド２４１に入射した光を出射する出射端面（第２出射端面）とを有し、入射端面から出射端面に光を導光する。ライトガイド２４１の入射端面は、瞳生成レンズ３１５が生成する瞳の位置、すなわち集光レンズ３１３から瞳生成レンズ（ケーラー照明部）までの光学系全体の瞳面を含む瞳面近傍に配置される。ここでいう瞳面とは、瞳が形成される面をさす。本実施の形態１において、ライトガイド２４１は、複数の光ファイバの端面を揃えて束ねられてなり、出射端面から出射される光の出射角度が入射端面に入射する光の入射角度に依存するファイバーバンドルを用いて構成される。ライトガイドは、第２導光部材に相当する。
照明レンズ２４２は、ライトガイド２４１を経て入射された光を、例えばさらに広角にして外部に出射する。
ここで、照明光学系１１０では、コリメートレンズ３１２、集光レンズ３１３、ロッド３１４及び瞳生成レンズ３１５からなる光学系の光軸が、互いに一致する。
図５は、光源部が備えるロッドにおける光の伝搬の一例を示す図である。集光レンズ３１３を経て入射端面Ｐ1からロッド３１４に入射した光は、各々が進行する先において反射して、出射端面Ｐ2に到達する。
図６は、図５に示す入射端面Ｐ1における光の分布を説明する図である。図７は、図５に示す出射端面Ｐ2における光の分布を説明する図である。入射端面Ｐ1に入射する光は、集光レンズ３１３によって集光されているため、入射端面Ｐ1の一部（図６では中央部のハッチングで表現）に分布する。これに対し、ロッド３１４の内部を経て出射端面Ｐ2に到達した光は、出射端面Ｐ2全体に分布する（図７参照）。ロッド３１４に入射した光は、長手方向に所定の長さを有するロッド３１４を経ることによって、出射端面での空間的な強度分布が均一になる。
ここで、集光レンズ３１３からロッド３１４に入射する光の進入角度は、集光レンズ３１３に対する光源の配置によって異なる。なお、ここでいう進入角度とは、光の進行方向と、ロッド３１４の光軸方向（ここではロッド３１４の長手方向に相当する）とがなす角度である。
図８は、光源部において光源からロッドに入射するまでの光の伝搬経路の一例を示す図である。例えば、図中において、集光レンズ３１３の中心から遠い光源ほど、その光源が発した光の、ロッド３１４への進入角度が大きくなる。具体的には、集光レンズ３１３の中心を含む中心近傍の位置に配置される光源が発する光（矢印Ｙ1）の進入角度と、集光レンズ３１３の中心から遠い位置に配置される光源が発する光（矢印Ｙ2）の進入角度とでは、中心から遠い位置に配置される光源が発する光（矢印Ｙ2）の方が、進入角度が大きい。
図９は、図８に示す矢印Ｙ1の方向に進行する光の、ロッドにおける導光経路の一例を示す図である。図１０は、図８に示す矢印Ｙ2の方向に進行する光の、ロッドにおける導光経路の一例を示す図である。矢印Ｙ1、Ｙ2は、それぞれ光速の中心に位置する光の進行方向を示している。図９及び図１０では、ロッド３１４に入射する光を構成する成分（の一部）の、ロッド３１４における進行経路の一例を示している。
ロッド３１４への進入角度が異なる場合であっても、ロッド３１４内で反射することによって、出射端面Ｐ2における空間的な強度分布は、どちらも均一となる（例えば、図７参照）。すなわち、ロッド３１４に入射した光は、ロッド３１４内で反射することによって、進入角度によらず、空間的な強度分布が略均一になる。
続いて、ロッド３１４の長さの設定について、図１１を参照して説明する。図１１は、光源部が備えるロッドにおける光の均一化と長さとの関係を説明する図である。ロッド３１４の長手方向（中心軸Ｎ1方向）の長さをＬ、ロッド３１４の直径をＤ、開口数をＮＡとしたとき、ロッド３１４の内部において光を２回以上反射させるために必要なロッド３１４の長さＬは、以下の式（１）によって算出される。ここで、開口数ＮＡは、外部からロッド３１４に入射する光の、ロッド３１４の光軸（中心軸Ｎ1）に対する最大角度をθ、外部空間とロッド３１４との間の媒質の屈折率をｎとしたとき、ｎ×sinθで表される。
Ｌ＞３Ｄ／ＮＡ ・・・（１）
上式（１）によって、空間的な強度分布が均一になるロッド３１４の長さＬを決定することができる。換言すれば、空間的な強度分布が均一になるロッド３１４は、上式（１）を満足する。
コリメートレンズ３１２、集光レンズ３１３を経てロッド３１４に入射し、ロッド３１４の内部で反射を繰り返すことによって各光源３１１の光が混合され、光の空間的な強度分布が均一な光が生成される。この際、各光源の光の反射回数が多いほど、すなわちロッド３１４の長さが長い程、光源位置由来の位置ムラが解消され、空間的な強度分布の均一化効果が高くなる。
空間的な強度分布が均一化された光は、瞳生成レンズ３１５に入射する。
続いて、瞳生成レンズ３１５の作用について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３は、照明光学系が備えるロッド、瞳生成レンズ及びライトガイドにおける導光の一例を説明する図である。
ロッド３１４の出射端面Ｐ2から出射され、瞳生成レンズ３１５を経てライトガイド２４１の入射端面Ｐ3に入射する光は、ライトガイド２４１に入射する角度に因らず強度が同等である。例えば、出射端面Ｐ2において位置が互いに異なる点Ｑ1～Ｑ5（図１２参照）からそれぞれ出射された光は、瞳生成レンズ３１５を経て、ライトガイド２４１の入射端面Ｐ3にそれぞれ入射する。各光は、出射端面Ｐ2の位置によってライトガイド２４１への入射角度が異なる。例えば、図１３に示す点Ｑ1から出射される光（破線）と、点Ｑ3から出射される光（実線）とは、入射端面Ｐ3に入射する角度が異なる。ここで、各点（例えば点Ｑ1～Ｑ5）の強度が同じであれば、ライトガイド２４１の入射端面Ｐ3に入射する光は、入射角度が異なっても強度が同じとなるはずである。すなわち、ロッド３１４の空間的な強度分布の均一化効果によって、出射端面Ｐ2面上の強度分布は略均一となっているから、点Ｑ1～Ｑ5も略同等な強度であり、その結果、ライトガイド２４１には、入射端面Ｐ3において、入射角度によって強度が変わらない、光強度の角度依存性が低い光が入射される。ライトガイド２４１では導光された光は先端から、均一な配光の照明光を供給する。この際、ライトガイド２４１を構成する各光ファイバに入射する光は、その強度が略同等である。
以上説明した実施の形態１では、複数の光源３１１からそれぞれ出射された光をロッド３１４に集光し、ロッド３１４内で反射させることによって、ロッド３１４の出射端面（出射端面Ｐ2）において空間的な強度分布が均一な光を生成する。この空間的な強度分布が均一な光は、瞳生成レンズ３１５を経て、瞳生成レンズ３１５が生成する瞳位置に配置されたライトガイド２４１の入射端面Ｐ3に入射する。ライトガイド２４１の入射端面Ｐ3には、ロッド３１４の出射端面Ｐ2における位置によらず、強度分布が空間的に同じ光が入射する。このため、光量の調整等によって光源を選択的に点灯又は消灯した場合であっても、ライトガイド２４１に入射する光の角度的な強度分布は略変わらない。本実施の形態１によれば、複数の光源を独立して制御する場合であっても配光の変化が生じない照度分布が均一な照明光を出射することができる。
一方、従来の照明装置では、光の配光が変わると外部に出射される光の配光にムラが生じ、被写体に対して均一に照明できない場合があった。図１４は、ライトガイド（例えば一本の光ファイバ）における光の入射角度と出射角度について説明する図である。なお、図１４に示す光Ｌ500及び光Ｌ501は、互いに異なる光源から出射された光（光束）の中心に位置する光の進行経路をそれぞれ示している。例えば、入射端面Ｐ500と直交する軸Ｎ500に対して入射角θ500で入射する光Ｌ500は、ライトガイド５００を伝搬して、出射端面Ｐ501と直交する軸Ｎ501に対する出射角φ500で出射する。一方、軸Ｎ500に対して入射角θ501（＜θ500）で入射する光Ｌ501は、ライトガイド５００を伝搬して、軸Ｎ501に対する出射角φ501（＜φ500）で出射する。図１４からも分かる通り、ライトガイド５００に入射する光の入射角度が異なると、ライトガイド５００から出射される光の配光が変わる。ファイバなどでは曲げによって入射角と出射角が異なる場合があるが、入射角の大小関係はおおよそ保たれて出射する。
従来の照明装置は、例えば、複数の光源５１１、光源５１１に対応して設けられる複数のコリメートレンズ５１２、各コリメートレンズ５１２を通過した略平行光を集光する集光レンズ５１３、集光レンズ５１３が集光した光が入射するライトガイド５１４、ライトガイド５１４が出射した光を導光する照明レンズ５１５を備える（図２２Ａ～図２２Ｃ参照）。図２２Ａ～図２２Ｃは、複数の光源５１１の異なる点灯パターンを示している。具体的に、図２２Ａは、上述した装置において、すべての光源５１１を点灯させた場合に照明レンズ５１５から出射される光の配光を示す図である。図２２Ｂは、上述した装置において、図中において集光レンズ５１３の中心から最も離れた位置に配置された光源５１１を点灯させた場合に照明レンズ５１５から出射される光の配光を示す図である。図２２Ｃは、上述した装置において、図２２Ｂに示す点灯パターンを逆にした場合の光の配光を示す図である。図２２Ａ～図２２Ｃから分かる通り、従来の照明装置は、複数の光源を独立して制御する場合、点灯させる光源の位置によって照明レンズ５１５から出射される光の配光が異なる。従来の照明装置では、光の配光が変わると配光にムラが生じ、被写体に対して均一に照明できない場合があった。
なお、上述した実施の形態１において、複数の光源は、出射する光の波長帯域が異なる複数種の光源を備える構成としてもよい。
（実施の形態１の変形例１）
次に、本発明の実施の形態１の変形例１について、図１５～図１７を参照して説明する。図１５は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る内視鏡システムが備える照明装置の構成を説明する図である。本変形例１に係る内視鏡システムは、上述した内視鏡システム１の光源装置３におけるロッドを変えた以外は、同じ構成である。以下、上述した実施の形態１とは異なる構成（照明光学系）について説明する。
本変形例１に係る照明装置１００Ａは、複数の光源３１１と、複数のコリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１６と、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、を備える。また、変形例１では、コリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１６と、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２とによって、照明光学系１１０Ａを構成する。ロッド３１６は、第１導光部材に相当する。以下、上述した実施の形態１とは構成が異なるロッド３１６について説明する。
ロッド３１６は、集光レンズ３１３の集光位置に設けられ、集光レンズ３１３によって集光された光が入射する。ロッド３１６は、集光レンズ３１３からの光が入射する入射端面Ｐ11と、入射端面Ｐ11とは反対側に設けられ、当該ロッド３１６に入射した光を出射する出射端面Ｐ12とを有し、光を反射させながら入射端面Ｐ11から出射端面Ｐ12に導光する。入射端面Ｐ11の面積は、出射端面Ｐ12の面積と比して小さい。すなわちロッド３１６は、入射端面Ｐ11から出射端面Ｐ12にいくにしたがって断面積が小さくなるテーパ形状をなしている。ロッド３１６は、出射端面における光の空間的な強度分布を均一化するロッドインテグレータを用いて構成される。
コリメートレンズ３１２、集光レンズ３１３を経てロッド３１６に入射し、ロッド３１６の内部で反射することによって各光源３１１の光が混合され、光の空間的な強度分布が均一な光が生成される。
図１６は、図１５に示す入射端面Ｐ11における光の分布を説明する図である。図１７は、図１５に示す出射端面Ｐ12における光の分布を説明する図である。入射端面Ｐ11に入射する光は、集光レンズ３１３によって集光されるため、入射端面Ｐ11の一部（図１６では中央部）に分布する。これに対し、ロッド３１６の内部を経て出射端面Ｐ12に到達した光は、出射端面Ｐ12全体に分布する（図１７参照）。ロッド３１６を経ることによって、空間的な強度分布が均一になる。
空間的な強度分布が均一化された光は、瞳生成レンズ３１５を経て、ライトガイド２４１に入射する。
以上説明した変形例１では、上述した実施の形態１の効果を得ることができ、さらに、ロッド３１６を、入射端面の面積が出射端面の面積よりも小さいテーパ形状とすることによって、一様な断面を有する柱状のロッドと比してロッド３１６内で光を反射する回数が多くなり導光する系の均一化効果を高くすることができる。ロッド３１６内で光を導光する系の均一化効果が高くなれば、ロッド３１６の長手方向の長さ（上述した長さＬに相当）を短くでき、その結果、照明装置１００Ａを小型化することができる。
（実施の形態１の変形例２）
次に、本発明の実施の形態１の変形例２について、図１８を参照して説明する。図１８は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る内視鏡システムが備える照明光学系の構成を説明する図である。本変形例２に係る内視鏡システムは、上述した内視鏡システム１の照明光学系の構成を変えた以外は、同じ構成である。以下、上述した実施の形態１とは異なる構成（照明光学系）について説明する。
本変形例２に係る照明装置１００Ｂは、複数の光源３１１と、複数のコリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４と、瞳生成レンズ３１５と、瞳リレーレンズ３１７と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、を備える。変形例２では、コリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４と、瞳生成レンズ３１５と、瞳リレーレンズ３１７と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２とによって照明光学系１１０Ｂを構成する。なお、瞳リレーレンズ３１７は、光源装置側に設けられていてもよいし、ライトガイド２４１側に設けられていてもよい。また、ロッド３１４は、変形例１に係るロッド３１６に代えてもよい。以下、上述した実施の形態１とは構成が異なる瞳リレーレンズ３１７について説明する。
瞳リレーレンズ３１７は、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１との間に設けられ、瞳生成レンズ３１５が生成した瞳をリレーする。照明装置１００Ｂでは、瞳リレーレンズ３１７がリレーして生成した瞳の位置に、ライトガイド２４１の入射端面Ｐ3が配置される。すなわち、照明装置１００Ｂでは、瞳生成レンズ３１５が生成した瞳（瞳面Ｐe）と共役な位置（瞳リレーレンズ３１７がリレーして生成した瞳面）にライトガイド２４１の入射端面Ｐ3が配置される。本変形例２では、瞳生成レンズ３１５及び瞳リレーレンズ３１７がケーラー照明部に相当する。なお、本変形例２では、瞳リレーレンズ３１７が一つ設けられる例を説明したが、複数の瞳リレーレンズ３１７を設けてもよい。ライトガイド２４１の入射端面Ｐ3は、集光レンズ３１３から当該ケーラー照明部までの光学系全体の瞳面を含む瞳面近傍に配置される。
コリメートレンズ３１２、集光レンズ３１３を経てロッド３１６に入射し、ロッド３１６の内部で反射することによって各光源３１１の光が混合され、光の空間的な強度分布が均一な光が生成される。空間的な強度分布が均一化された光は、瞳生成レンズ３１５及び瞳リレーレンズ３１７を経て、ライトガイド２４１に入射する。
以上説明した変形例２では、複数の光源３１１からそれぞれ出射された光をロッド３１４に集光し、ロッド３１４内で反射させることによって、ロッド３１４の出射端面（出射端面Ｐ2）において空間的な強度分布が均一な光を生成する。この空間的な強度分布が均一な光は、瞳生成レンズ３１５及び瞳リレーレンズ３１７を経て、瞳生成レンズ３１５が生成する瞳と共役な位置に配置されたライトガイド２４１の入射端面Ｐ3に入射する。ライトガイド２４１の入射端面Ｐ3には、ロッド３１４の出射端面Ｐ2における位置、すなわち入射端面Ｐ3における入射角によらず、強度が同じ光が入射する。このため、光量の調整等によって光源を選択的に点灯又は消灯した場合であっても、ライトガイド２４１に入射する光は入射角度で強度が変わらない、光強度の角度依存性が低い光となる。本変形例２によれば、複数の光源を独立して制御する場合であっても配光の変化が生じない照度分布が均一な照明光を出射することができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図１９を参照して説明する。図１９は、本発明の実施の形態２に係る内視鏡システムが備える照明光学系の構成を説明する図である。本実施の形態２に係る内視鏡システムは、上述した内視鏡システム１の照明光学系の構成を変えた以外は、同じ構成である。以下、上述した実施の形態１とは異なる構成（照明光学系）について説明する。
本実施の形態２に係る照明装置１００Ｃは、複数の光源（第１光源３１１Ｖ、第２光源３１１Ｂ、第３光源３１１Ｇ及び第４光源３１１Ｌ）と、複数のコリメートレンズ（コリメートレンズ３１２、３１２Ａ）と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４と、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２と、を備える。本実施の形態２では、コリメートレンズ（コリメートレンズ３１２、３１２Ａ）と、集光レンズ３１３と、ロッド３１４と、瞳生成レンズ３１５と、ライトガイド２４１と、照明レンズ２４２とによって照明光学系１１０Ｃを構成する。なお、ロッド３１４は、変形例１に係るロッド３１６に代えてもよい。また、変形例２に係る瞳リレーレンズ３１７を備える構成としてもよい。以下、上述した実施の形態１とは構成が異なる光源について説明する。
第１光源３１１Ｖは、３８０～４５０ｎｍの波長帯域の光（紫色照明光）を出射する。
第２光源３１１Ｂは、４５０～４９５ｎｍの波長帯域の光（青色照明光）を出射する。
第３光源３１１Ｇは、４９５～５７０ｎｍの波長帯域の光（緑色照明光）を出射する。
第１光源３１１Ｖ、第２光源３１１Ｂ及び第３光源３１１Ｇは、半導体レーザー（半導体光源）を用いて構成される。
また、第４光源３１１Ｌは、５７０～７５０ｎｍの波長帯域の光（赤色照明光）を出射する。第４光源３１１Ｌは、第１光源３１１Ｖ、第２光源３１１Ｂ及び第３光源３１１Ｇよりも指向性が低い光源、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いて構成される。第１光源３１１Ｖ、第２光源３１１Ｂ及び第３光源３１１Ｇと、第４光源３１１Ｌとは、配光特性が異なる。
第１光源３１１Ｖ～第４光源３１１Ｌは、発光量、例えば最大発光量が、互いに同じであってもよいし、少なくとも一部の光源の発光量が、他の光源の発光量と異なるものであってもよい。
コリメートレンズ３１２は、第１光源３１１Ｖ、第２光源３１１Ｂ及び第３光源３１１Ｇに対応して設けられ、各光源が出射する照明光を平行光にする。
コリメートレンズ３１２Ａは、第４光源３１１Ｌに対応して設けられ、第４光源３１１Ｌが出射する照明光を平行光にする。
各光源が出射した光が、コリメートレンズ、集光レンズ３１３を経てロッド３１４に入射し、ロッド３１４の内部で反射することによって各光源の光が混合され、光の空間的な強度分布が均一な光が生成される。空間的な強度分布が均一化された光は、瞳生成レンズ３１５及び瞳リレーレンズ３１７を経て、ライトガイド２４１に入射する。
ここで、光源のビーム径が異なる場合、光源によって配光特性が異なるため、従来の非球面レンズを用いた構成では、照明レンズから出射される光の空間的な強度分布がばらつき、配光ムラが生じる。一方で、ロッド３１４を用いて各光源の光の空間的な強度分布をそれぞれ均一にすることによって、各光源を単独で点灯させる場合であっても、異なる種別の光源を組み合わせて点灯する場合であっても、照明レンズ２４２から出射される光の空間的な強度分布は均一になる。
以上説明した実施の形態２では、出射する波長帯域や、固体光源の種別が異なる複数の光源からそれぞれ出射された光をロッド３１４に集光し、ロッド３１４内で反射させることによって、ロッド３１４の出射端面において空間的な強度分布が均一な光を生成する。この空間的な強度分布が均一な光は、瞳生成レンズ３１５を経て、瞳生成レンズ３１５が生成する瞳位置に配置されたライトガイド２４１の入射端面に入射する。ライトガイド２４１の入射端面には、ロッド３１４の出射端面における位置によらず、強度分布が空間的に同じ光が入射する。このため、光量の調整等によって光源を選択的に点灯又は消灯した場合であっても、ライトガイド２４１に入射する光は入射角度で強度が変わらない、光強度の角度依存性が低い光となる。本実施の形態２によれば、複数の光源を独立して制御する場合であっても配光の変化が生じない照度分布が均一な照明光を出射することができる。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含み得るものである。
なお、上述した実施の形態１、２では、円柱形状をなすロッドを例に説明したが、ロッドの端面及び断面は、円に限らない。例えば、図２０に示す六角形の端面及び断面を有するロッド３１９としてもよいし、図２１に示す矩形端面及び矩形断面を有するロッド３１８としてもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、ライトガイド２４１が複数の光ファイバからなる例を説明したが、光ファイバに代えてロッドを用いて構成してもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、光源装置３が内視鏡２とは別体で構成されているものとして説明したが、例えば、内視鏡２の先端に半導体レーザーを設けるなど、光源装置を内視鏡２に設けた構成であってもよい。さらに、内視鏡２に処理装置５の機能を付与してもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、光源装置３が、処理装置５とは別体であるものとして説明したが、光源装置３及び処理装置５が一体であって、例えば処理装置５の内部に光源部３１、光源ドライバ３２及び照明制御部３３が設けられているものであってもよい。
また、上述した実施の形態１、２では、本発明に係る内視鏡システムが、観察対象が被検体内の生体組織などである軟性の内視鏡２を用いた内視鏡システム１であるものとして説明したが、硬性の内視鏡や、材料の特性を観測する工業用の内視鏡、カプセル型の内視鏡、ファイバースコープ、光学視管などの光学内視鏡の接眼部にカメラヘッドを接続したものを用いた内視鏡システムであっても適用できる。
以上、本発明に係る照明光学系及び照明装置は、複数の光源を独立して制御する場合であっても配光の変化を抑制して照明するのに有用である。
１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 表示装置
５ 処理装置
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２４ 先端部
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
３１ 光源部
３２ 光源ドライバ
３３ 照明制御部
５１ 画像処理部
５２ 入力部
５３ 記録部
５４ 処理制御部
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 照明装置
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ 照明光学系
２４１ ライトガイド
２４２ 照明レンズ
２４３ 光学系
２４４ 撮像素子
３１１ 光源
３１２、３１２Ａ コリメートレンズ
３１３ 集光レンズ
３１４、３１６、３１８、３１９ ロッド
３１５ 瞳生成レンズ
３１７ 瞳リレーレンズ

Claims (11)

  1. レンズの中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する第１レンズと、
    前記第１レンズによって集光された光が入射する第１入射端面と、前記光が出射する第１出射端面とを有し、前記第１入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第１出射端面から出射する第１導光部材と、
    前記第１出射端面から出射された光が入射し、前記第１出射端面を物体面として瞳を生成する第２レンズと、
    前記瞳の位置又は前記瞳の位置と共役な位置に配置され、前記第２レンズを通過した光が入射する第２入射端面と、前記第２入射端面に入射した光が出射する第２出射端面とを有し、前記第２入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第２出射端面から出射する第２導光部材と、
    を備え、
    前記第２導光部材は、前記第２出射端面から出射される光の出射角が前記第２入射端面に入射する光の入射角に依存するバンドルファイバーである、
    照明光学系。
  2. レンズ面上の中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する第１レンズと、
    前記第１レンズによって集光された光が入射する第１入射端面と、前記光が出射する第１出射端面とを有し、前記第１入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第１出射端面から出射する第１導光部材と、
    前記第１出射端面から出射された光が入射し、前記第１導光部材側の焦点位置を前記第１出射端面に配置した第２レンズと、
    前記第２レンズの瞳の位置又は前記瞳の位置と共役な位置に配置され、前記第２レンズを通過した光が入射する第２入射端面と、前記光が出射する第２出射端面とを有し、前記第２入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第２出射端面から出射する第２導光部材と、
    を備え、
    前記第２導光部材は、前記第２出射端面から出射される光の出射角が前記第２入射端面に入射する光の入射角に依存するバンドルファイバーである、
    照明光学系。
  3. レンズ面上の中心軸からの高さが異なる複数の光束を集光する第１レンズと、
    前記第１レンズによって集光された光が入射する第１入射端面と、前記光が出射する第１出射端面とを有し、前記第１入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第１出射端面から出射する第１導光部材と、
    前記第１出射端面から出射された光が入射する第２入射端面と、前記光が出射する第２出射端面とを有し、前記第２入射端面に入射した光を内部で反射することによって導光し、前記第２出射端面から出射する第２導光部材と、
    前記第１出射端面から出射された光を前記第２入射端面にケーラー照明するケーラー照明部であって、前記第１レンズから前記ケーラー照明部までの光学系全体の瞳面が、前記第２入射端面に配置されたケーラー照明部と、
    を備え、
    前記第２導光部材は、前記第２出射端面から出射される光の出射角が前記第２入射端面に入射する光の入射角に依存するバンドルファイバーである、
    照明光学系。
  4. 前記第１導光部材は、前記第１出射端面における面内の光強度分布を均一化するロッドインテグレータである、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の照明光学系。
  5. 前記第１導光部材は、前記第１入射端面の面積が前記第１出射端面の面積より小さいテーパ形状のロッドインテグレータである、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の照明光学系。
  6. 前記第１導光部材は、ロッドインテグレータであり、
    前記ロッドインテグレータの長手方向の長さをＬ、
    前記ロッドインテグレータの直径をＤ、
    前記ロッドインテグレータの開口数をＮＡとしたとき、
    以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明光学系。
    Ｌ＞３Ｄ／ＮＡ ・・・（１）
  7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の照明光学系と、
    前記第１レンズに向けて光をそれぞれ出射する複数の光源と、
    を備える照明装置。
  8. 前記複数の光源は、同色の光源を２つ以上含む、
    請求項７に記載の照明装置。
  9. 前記複数の光源は、配光特性の異なる２種以上の光源を含む、
    請求項７に記載の照明装置。
  10. 前記複数の光源は、光源からの出射光の波長帯域の異なる２種以上の光源を含む、
    請求項７に記載の照明装置。
  11. 前記複数の光源は、発光量の異なる２種以上の光源を含む、
    請求項７に記載の照明装置。
JP2021528616A 2019-06-21 2019-06-21 照明光学系及び照明装置 Active JP7281544B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/024794 WO2020255398A1 (ja) 2019-06-21 2019-06-21 照明光学系及び照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020255398A1 JPWO2020255398A1 (ja) 2020-12-24
JP7281544B2 true JP7281544B2 (ja) 2023-05-25

Family

ID=74040428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021528616A Active JP7281544B2 (ja) 2019-06-21 2019-06-21 照明光学系及び照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220095896A1 (ja)
JP (1) JP7281544B2 (ja)
CN (1) CN113993438A (ja)
WO (1) WO2020255398A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021034967A1 (en) * 2019-08-19 2021-02-25 Nanosurgery Technology Corporation Imaging needle system and apparatus with light engine
US20210085170A1 (en) * 2019-09-23 2021-03-25 Nanosurgery Technology Corporation Light engine for imaging system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004248834A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Olympus Corp 光源装置及び光源装置の照明光照射方法
JP2014121363A (ja) 2012-12-20 2014-07-03 Fujifilm Corp 光源装置、およびこれを用いた内視鏡システム
JP2016179009A (ja) 2015-03-24 2016-10-13 Hoya株式会社 光源光学系及び光源装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224044A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Fujifilm Corp 光源装置及びこれを用いた内視鏡装置
JP5612028B2 (ja) * 2012-07-02 2014-10-22 富士フイルム株式会社 光源装置及び内視鏡システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004248834A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Olympus Corp 光源装置及び光源装置の照明光照射方法
JP2014121363A (ja) 2012-12-20 2014-07-03 Fujifilm Corp 光源装置、およびこれを用いた内視鏡システム
JP2016179009A (ja) 2015-03-24 2016-10-13 Hoya株式会社 光源光学系及び光源装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020255398A1 (ja) 2020-12-24
WO2020255398A1 (ja) 2020-12-24
US20220095896A1 (en) 2022-03-31
CN113993438A (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9880380B2 (en) Endoscope system
JP5925303B2 (ja) 内視鏡
US11583163B2 (en) Endoscope system for adjusting ratio of distributing primary light to first illuminator and second illuminator
JP2004258144A (ja) 共焦点プローブおよび共焦点顕微鏡
US20220095896A1 (en) Illumination optical system and illumination device
WO2013179760A1 (ja) 内視鏡システム
JP5942046B2 (ja) 内視鏡
JP4554267B2 (ja) 内視鏡及び内視鏡システム
JP7405080B2 (ja) 医療用システム、医療用光源装置及び医療用光源装置の作動方法
JP5841317B2 (ja) 医療機器
JP4713922B2 (ja) 内視鏡装置
US20170296037A1 (en) Endoscope apparatus
JP6738465B2 (ja) 内視鏡システム
KR101516318B1 (ko) 광효율을 개선한 내시경용 광원 모듈
JP2005279028A (ja) 内視鏡
JP7229142B2 (ja) 内視鏡及び内視鏡装置
WO2020080223A1 (ja) 医療用システム、ライトガイド及び光の合波方法
JP6781842B2 (ja) 内視鏡検査システム
WO2020071139A1 (ja) 医療用観察システム、医療用光源装置、及び医療用照明方法
US11213192B2 (en) Endoscope device and method with illumination fiber bundles having multiple numerical apertures
JP4825959B2 (ja) 分割形イメージングファイバ装置
JP7154293B2 (ja) 内視鏡システム
JP5238294B2 (ja) 内視鏡
JP2011206567A (ja) 内視鏡システム
JPWO2019244336A1 (ja) 照明光学系および内視鏡システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230418

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230515

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7281544

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151