JPH05113541A - 内視鏡照明装置 - Google Patents
内視鏡照明装置Info
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- JPH05113541A JPH05113541A JP3274156A JP27415691A JPH05113541A JP H05113541 A JPH05113541 A JP H05113541A JP 3274156 A JP3274156 A JP 3274156A JP 27415691 A JP27415691 A JP 27415691A JP H05113541 A JPH05113541 A JP H05113541A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ライトガイドに適正な傾きを与えて、内視鏡
の先端硬性部における構成要素の機械的な配置を容易
に、かつ、良好な配光を得ることを可能とする。 【構成】 内視鏡先端硬性部の側面に照明窓２と観察窓
３を備え、内視鏡の軸に垂直な断面内において、照明窓
２の内側に配設したライトガイド束４のライトガイド光
軸４ａが、観察光軸８に対して傾斜するように、ライト
ガイド束４を配置してある。また、この断面内で、ライ
トガイド光軸４ａに沿って伝達された照明光のライトガ
イド射出端面４ｂから射出後における進行方向が、観察
光軸８とほぼ平行になるように、ライトガイド射出端面
４ｂの形状を選定してある。
の先端硬性部における構成要素の機械的な配置を容易
に、かつ、良好な配光を得ることを可能とする。 【構成】 内視鏡先端硬性部の側面に照明窓２と観察窓
３を備え、内視鏡の軸に垂直な断面内において、照明窓
２の内側に配設したライトガイド束４のライトガイド光
軸４ａが、観察光軸８に対して傾斜するように、ライト
ガイド束４を配置してある。また、この断面内で、ライ
トガイド光軸４ａに沿って伝達された照明光のライトガ
イド射出端面４ｂから射出後における進行方向が、観察
光軸８とほぼ平行になるように、ライトガイド射出端面
４ｂの形状を選定してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡の先端硬性部の
側面に観察窓と照明窓とを備えた内視鏡の照明装置に関
するものである。
側面に観察窓と照明窓とを備えた内視鏡の照明装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、先端硬性部の側面に照明窓と観察
窓とを備え、該照明窓の内側にライトガイドの射出端面
を配置した内視鏡（側視型内視鏡）の先端硬性部は、図
１４，図１５に示す構造になっている。図１４は、内視
鏡先端部の観察光学系と照明光学系を含む断面図、図１
５は、内視鏡の軸に直交する断面図である。
窓とを備え、該照明窓の内側にライトガイドの射出端面
を配置した内視鏡（側視型内視鏡）の先端硬性部は、図
１４，図１５に示す構造になっている。図１４は、内視
鏡先端部の観察光学系と照明光学系を含む断面図、図１
５は、内視鏡の軸に直交する断面図である。
【０００３】両図において、２は照明窓であり、照明窓
端面２ｂ，照明レンズ２ｃ等から構成してある。３は観
察窓であり、観察窓端面３ｂ，観察レンズ３ｃ等から構
成してある。４はライトガイド束で、ライトガイド射出
端面４ｂにおいて照明レンズ２ｃと光学的に連結してい
る。５はプリズム、６は結像光学系であり、プリズム
５，結像光学系６は観察光学系の一部を構成している。
また、２ａは照明窓２の光学的中心軸である照明窓光
軸、３ａは観察窓３の光学的中心軸である観察窓光軸、
４ａはライトガイド束４の中心軸であるライトガイド光
軸を示している。なお、直線９は照明範囲を、直線１０
は観察視野範囲を明示する。
端面２ｂ，照明レンズ２ｃ等から構成してある。３は観
察窓であり、観察窓端面３ｂ，観察レンズ３ｃ等から構
成してある。４はライトガイド束で、ライトガイド射出
端面４ｂにおいて照明レンズ２ｃと光学的に連結してい
る。５はプリズム、６は結像光学系であり、プリズム
５，結像光学系６は観察光学系の一部を構成している。
また、２ａは照明窓２の光学的中心軸である照明窓光
軸、３ａは観察窓３の光学的中心軸である観察窓光軸、
４ａはライトガイド束４の中心軸であるライトガイド光
軸を示している。なお、直線９は照明範囲を、直線１０
は観察視野範囲を明示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１４，図１５におけ
るように、照明窓光軸２ａとライトガイド光軸４ａが一
致している構成では、照明窓２下方の内視鏡の中心付近
で、ライトガイド束４が内視鏡の軸に沿って存在する形
となる。このような構成では、ライトガイド束４の存在
が障害になって、先端硬性部を起上させる操作に用いる
フレキシブルシャフトや鉗子チャネル等の挿設がうまく
いかず、あるいは、これらを挿設するスペースを確保す
るため、内視鏡を太くしなければいけない、といった問
題がある。
るように、照明窓光軸２ａとライトガイド光軸４ａが一
致している構成では、照明窓２下方の内視鏡の中心付近
で、ライトガイド束４が内視鏡の軸に沿って存在する形
となる。このような構成では、ライトガイド束４の存在
が障害になって、先端硬性部を起上させる操作に用いる
フレキシブルシャフトや鉗子チャネル等の挿設がうまく
いかず、あるいは、これらを挿設するスペースを確保す
るため、内視鏡を太くしなければいけない、といった問
題がある。
【０００５】上述の問題を避けるため、図１６に示すよ
うに、特開昭６２ー１８０３１９号公報では、照明窓２
の下で、ライトガイド束４をすぐに側方へ曲げて、ライ
トガイド束４の位置を、内視鏡の中心からずらす考えを
示してある。しかし、この構成では、狭い空間内でガラ
スファイバーは複数回も急激に曲げられ、そのため折れ
やすく、好ましい配置とはいえない。
うに、特開昭６２ー１８０３１９号公報では、照明窓２
の下で、ライトガイド束４をすぐに側方へ曲げて、ライ
トガイド束４の位置を、内視鏡の中心からずらす考えを
示してある。しかし、この構成では、狭い空間内でガラ
スファイバーは複数回も急激に曲げられ、そのため折れ
やすく、好ましい配置とはいえない。
【０００６】また、図１４のような側視型内視鏡では、
必然的に照明窓２と観察窓３が内視鏡の軸方向に並設す
る構造となるが、照明系と観察系のパララックスによ
り、観察視野範囲内に照明光の到達しない部分（符号Ａ
で示す）が生じてしまう。この除去対策として、図１７
に示すように、特開昭６１ー２６７７２６号公報では、
ライトガイド束４の先端部を観察系側へ傾けて配置し、
照明光が観察窓３の正面へ進行することを図っている。
しかし、照明窓２と観察窓３との間隔、ライトガイド束
４の傾き状態等によって、観察物体上での照明光の強度
分布、すなわち配光は大きく変化する。したがって、良
好な照明状態を得るには、照明窓２，観察窓３及びライ
トガイド束４など、内視鏡の構成要素の適正な配置が重
要である。
必然的に照明窓２と観察窓３が内視鏡の軸方向に並設す
る構造となるが、照明系と観察系のパララックスによ
り、観察視野範囲内に照明光の到達しない部分（符号Ａ
で示す）が生じてしまう。この除去対策として、図１７
に示すように、特開昭６１ー２６７７２６号公報では、
ライトガイド束４の先端部を観察系側へ傾けて配置し、
照明光が観察窓３の正面へ進行することを図っている。
しかし、照明窓２と観察窓３との間隔、ライトガイド束
４の傾き状態等によって、観察物体上での照明光の強度
分布、すなわち配光は大きく変化する。したがって、良
好な照明状態を得るには、照明窓２，観察窓３及びライ
トガイド束４など、内視鏡の構成要素の適正な配置が重
要である。
【０００７】本発明は、この種の内視鏡がかかえる上述
の課題に鑑みて、内視鏡の構成要素の機械的な配置を容
易にするとともに、良好な配光がえられる内視鏡の照明
装置を提供することを目的としている。
の課題に鑑みて、内視鏡の構成要素の機械的な配置を容
易にするとともに、良好な配光がえられる内視鏡の照明
装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、先端硬性部の
側面に照明窓と観察窓とを備え、該照明窓の内側にライ
トガイドの射出端面を配置した内視鏡照明装置におい
て、該内視鏡の軸に垂直な断面内において、該ライトガ
イドの軸が観察光軸に対して傾斜するように該ライトガ
イドを配置するとともに、該断面内において該ライトガ
イドの軸に沿って伝達された照明光の該ライトガイド射
出後の進行方向が該観察光軸とほぼ平行になるように該
ライトガイド射出端面の形状を選定したことを特徴とし
ている。
側面に照明窓と観察窓とを備え、該照明窓の内側にライ
トガイドの射出端面を配置した内視鏡照明装置におい
て、該内視鏡の軸に垂直な断面内において、該ライトガ
イドの軸が観察光軸に対して傾斜するように該ライトガ
イドを配置するとともに、該断面内において該ライトガ
イドの軸に沿って伝達された照明光の該ライトガイド射
出後の進行方向が該観察光軸とほぼ平行になるように該
ライトガイド射出端面の形状を選定したことを特徴とし
ている。
【０００９】また、本発明は、先端硬性部の側面に照明
窓と観察窓とを備え、該照明窓の内側にライトガイドの
射出端面を配置した内視鏡照明装置において、下記の
（１）式を満足するものである。 １０≦Ｌｓｉｎθ1 ｓｉｎθ2 ／ｓｉｎ（θ1 −θ2 ）≦５０・・・・・・・・（１） ただし、Ｌは該観察窓端面での該観察光軸と該照明窓端
面での該照明光軸との距離（単位はｍｍ）、θ1 は該観
察光軸と該観察窓端面とのなす角度、θ2 は該照明光軸
と該照明窓端面とのなす角度。
窓と観察窓とを備え、該照明窓の内側にライトガイドの
射出端面を配置した内視鏡照明装置において、下記の
（１）式を満足するものである。 １０≦Ｌｓｉｎθ1 ｓｉｎθ2 ／ｓｉｎ（θ1 −θ2 ）≦５０・・・・・・・・（１） ただし、Ｌは該観察窓端面での該観察光軸と該照明窓端
面での該照明光軸との距離（単位はｍｍ）、θ1 は該観
察光軸と該観察窓端面とのなす角度、θ2 は該照明光軸
と該照明窓端面とのなす角度。
【００１０】
【作用】内視鏡の先端硬性部の軸方向に垂直な断面にお
いて、前出の図１５が示すように、従来は照明窓端面２
ｂに対して、ライトガイド光軸４ａが垂直であり、照明
窓光軸２ａとライトガイド光軸４ａは、同一線上でほぼ
一致、もしくは平行である。また、照明窓光軸２ａと観
察窓光軸３ａも平行である。その結果、ライトガイド束
４から射出した光は、照明窓２を通過して照明窓光軸２
ａを中心にして一様に照明し、観察に適する良好な配光
が得られる。本発明はこの点に着目し、先端硬性部の軸
方向に垂直な断面において、照明窓光軸２ａと観察窓光
軸３ａが平行であるとき、照明窓光軸２ａに対しライト
ガイド光軸４ａがある角度で設定された場合でも、先端
硬性部の軸方向に垂直な断面において、照明光軸と観察
光軸が平行になり、従来と同様に、良好な照明を得るこ
とを図ったものである。
いて、前出の図１５が示すように、従来は照明窓端面２
ｂに対して、ライトガイド光軸４ａが垂直であり、照明
窓光軸２ａとライトガイド光軸４ａは、同一線上でほぼ
一致、もしくは平行である。また、照明窓光軸２ａと観
察窓光軸３ａも平行である。その結果、ライトガイド束
４から射出した光は、照明窓２を通過して照明窓光軸２
ａを中心にして一様に照明し、観察に適する良好な配光
が得られる。本発明はこの点に着目し、先端硬性部の軸
方向に垂直な断面において、照明窓光軸２ａと観察窓光
軸３ａが平行であるとき、照明窓光軸２ａに対しライト
ガイド光軸４ａがある角度で設定された場合でも、先端
硬性部の軸方向に垂直な断面において、照明光軸と観察
光軸が平行になり、従来と同様に、良好な照明を得るこ
とを図ったものである。
【００１１】図１０により、更に詳しく説明する。符号
の説明は、以後のすべての記述において前出の図１４と
同じである。図１０は先端硬性部の軸方向に垂直な断面
での、照明窓２とライトガイド束４を示し、照明窓光軸
２ａとライトガイド光軸４ａとは、ω1 の傾き角度で交
差している。また、ライトガイド束４の射出端面４ｂか
ら射出する照明光の中心軸（照明光軸）が、照明窓光軸
２ａと一致、もしくは平行となるように、ライトガイド
束４の射出端面４ｂとライトガイド光軸４ａの垂直面４
ｂ′とは、ω2 の傾き角度で交差している。図１０でラ
イトガイド光軸４ａを入射光、照明窓光軸２ａを屈折光
に相当すると考え、屈折に関するスネルの法則を適用す
ると、（２）式が成立する。
の説明は、以後のすべての記述において前出の図１４と
同じである。図１０は先端硬性部の軸方向に垂直な断面
での、照明窓２とライトガイド束４を示し、照明窓光軸
２ａとライトガイド光軸４ａとは、ω1 の傾き角度で交
差している。また、ライトガイド束４の射出端面４ｂか
ら射出する照明光の中心軸（照明光軸）が、照明窓光軸
２ａと一致、もしくは平行となるように、ライトガイド
束４の射出端面４ｂとライトガイド光軸４ａの垂直面４
ｂ′とは、ω2 の傾き角度で交差している。図１０でラ
イトガイド光軸４ａを入射光、照明窓光軸２ａを屈折光
に相当すると考え、屈折に関するスネルの法則を適用す
ると、（２）式が成立する。
【００１２】 ｎｓｉｎω2 ＝ｎ′ｓｉｎ（ω1 ＋ω2 ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
【００１３】ただし、ｎはライトガイド束４の屈折率、
ｎ′は射出した側の媒質の屈折率で、この場合、ｎ＞
ｎ′である。また、傾き角度ω1 と傾き角度ω2 の間に
は、（３）式の関係がある。
ｎ′は射出した側の媒質の屈折率で、この場合、ｎ＞
ｎ′である。また、傾き角度ω1 と傾き角度ω2 の間に
は、（３）式の関係がある。
【００１４】 ω2 ＝ｔａｎ-1〔（ｎ′ｓｉｎω1 ）／（ｎ−ｎ′ｃｏｓω1 ）〕・・・・（３）
【００１５】ここで、ライトガイド光軸４ａの照明窓光
軸２ａに対する傾き角ω1 を大きくすると、ライトガイ
ド束４の射出端面４ｂの傾き角ω2 も大きくしなければ
ならない。しかし、傾き角ω2 を大きくすると、ライト
ガイド射出端面４ｂで全反射となり、ライトガイド内側
へ反射する光が増大する。しかし、傾き角ω2 の大きさ
が（４）式の条件を満足する場合は、反射による損失を
少なくすることができる。
軸２ａに対する傾き角ω1 を大きくすると、ライトガイ
ド束４の射出端面４ｂの傾き角ω2 も大きくしなければ
ならない。しかし、傾き角ω2 を大きくすると、ライト
ガイド射出端面４ｂで全反射となり、ライトガイド内側
へ反射する光が増大する。しかし、傾き角ω2 の大きさ
が（４）式の条件を満足する場合は、反射による損失を
少なくすることができる。
【００１６】 ω2 ＜｜α｜−｜β｜・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
【００１７】ただし、α及びβは図１２，図１３を用い
て次に説明される角度である。両図は、ライトガイド束
４を構成する繊維を拡大した図である。図１２はライト
ガイド光軸に対して射出端面４ｂが垂直な場合、図１３
はライトガイド光軸に対して射出端面４ｂが傾き角を有
する場合である。ライトガイドの屈折率をｎ，射出した
側の媒質の屈折率をｎ′（ｎ＞ｎ′）とすれば、ライト
ガイド繊維内の光が全反射を開始する臨界角がαであ
り、臨界角αは、次の（５）式で示される。
て次に説明される角度である。両図は、ライトガイド束
４を構成する繊維を拡大した図である。図１２はライト
ガイド光軸に対して射出端面４ｂが垂直な場合、図１３
はライトガイド光軸に対して射出端面４ｂが傾き角を有
する場合である。ライトガイドの屈折率をｎ，射出した
側の媒質の屈折率をｎ′（ｎ＞ｎ′）とすれば、ライト
ガイド繊維内の光が全反射を開始する臨界角がαであ
り、臨界角αは、次の（５）式で示される。
【００１８】 α＝ｓｉｎ-1（ｎ′／ｎ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
【００１９】また、ライトガイドのＮＡ（開口数）をＮ
としたとき、ライトガイドの中を射出端面４ｂに向かっ
て伝達されてきた光の射出端面４ｂへの入射角がβであ
り、次の（６）式で示される。
としたとき、ライトガイドの中を射出端面４ｂに向かっ
て伝達されてきた光の射出端面４ｂへの入射角がβであ
り、次の（６）式で示される。
【００２０】 β＝ｓｉｎ-1（Ｎ／ｎ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【００２１】ライトガイド光軸４ａに対して射出端面４
ｂが傾き角を有する図１３の場合、ライトガイドの中を
射出端面４ｂに向かって伝達されてきた光は、射出端面
４ｂへの入射角βが臨界角αを越えない限り、全反射を
起こさないので、ライトガイドの射出端面４ｂは（｜α
｜−｜β｜）まで、光量の損失を生ずることなく、傾け
ることが可能である。
ｂが傾き角を有する図１３の場合、ライトガイドの中を
射出端面４ｂに向かって伝達されてきた光は、射出端面
４ｂへの入射角βが臨界角αを越えない限り、全反射を
起こさないので、ライトガイドの射出端面４ｂは（｜α
｜−｜β｜）まで、光量の損失を生ずることなく、傾け
ることが可能である。
【００２２】一般に、ライトガイドの屈折率は１．６３
程度、ＮＡ（開口数）は０．６２程度である。ライトガ
イドから射出した側の媒質が空気のとき、（５）式よ
り、α＝３７．８°，（６）式より、β＝２２．４°と
なり、ライトガイドの射出端面４ｂの傾き角ω2 は、
（４）式よりω2 ＜１５．４°であることが望ましい。
しかし、ＮＡ（開口数）の大きな光の強度は、極めて弱
い。上述のようなＮＡ（開口数）が０．６２程度のライ
トガイドであれば、ＮＡ（開口数）が０．５以上の光が
全反射しても、実用上問題はない。したがって、（６）
式より、β＝１７．９°となり、ライトガイドの射出端
面４ｂの傾き角ω2 は、（４）式よりω2 ＜１９．９°
となり、ω2 は約２０°程度まで傾けても、実用上、差
しつかえないことになる。
程度、ＮＡ（開口数）は０．６２程度である。ライトガ
イドから射出した側の媒質が空気のとき、（５）式よ
り、α＝３７．８°，（６）式より、β＝２２．４°と
なり、ライトガイドの射出端面４ｂの傾き角ω2 は、
（４）式よりω2 ＜１５．４°であることが望ましい。
しかし、ＮＡ（開口数）の大きな光の強度は、極めて弱
い。上述のようなＮＡ（開口数）が０．６２程度のライ
トガイドであれば、ＮＡ（開口数）が０．５以上の光が
全反射しても、実用上問題はない。したがって、（６）
式より、β＝１７．９°となり、ライトガイドの射出端
面４ｂの傾き角ω2 は、（４）式よりω2 ＜１９．９°
となり、ω2 は約２０°程度まで傾けても、実用上、差
しつかえないことになる。
【００２３】このように、ライトガイドを傾けることに
より、先端硬性部のレイアウトの自由度が増加し、設計
・製造上の制限を受けにくくなる。そうして、ライトガ
イド光軸と観察窓光軸との間で傾きを生じているとき、
ライトガイドの射出端面を傾けることにより、ライトガ
イドの射出端面より射出する照明光の光軸を、照明窓光
軸とほぼ一致、もしくは平行にさせ、照明光軸と観察光
軸とがほぼ平行となり、観察するのに最適な配光を得る
ことができる。ただし、照明光軸と観察光軸は、完全に
平行となる必要はなく、±１０°程度のずれがあって
も、十分観察に適する配光が得られる。
より、先端硬性部のレイアウトの自由度が増加し、設計
・製造上の制限を受けにくくなる。そうして、ライトガ
イド光軸と観察窓光軸との間で傾きを生じているとき、
ライトガイドの射出端面を傾けることにより、ライトガ
イドの射出端面より射出する照明光の光軸を、照明窓光
軸とほぼ一致、もしくは平行にさせ、照明光軸と観察光
軸とがほぼ平行となり、観察するのに最適な配光を得る
ことができる。ただし、照明光軸と観察光軸は、完全に
平行となる必要はなく、±１０°程度のずれがあって
も、十分観察に適する配光が得られる。
【００２４】次に、設計条件式である（１）式について
説明する。本発明が対象とする側視型内視鏡は、直視型
内視鏡に比べて、照明窓と観察窓の間隔が広く、また、
観察窓端面から物体までの観察距離は比較的近いことが
多い。このように、照明窓と観察窓の間隔が広く観察距
離が近い場合は、図１４で示したように、照明窓光軸２
ａと観察窓光軸３ａが平行であると、観察視野範囲内に
照明光の当たらない部分を生じてしまう。これを防ぐた
めに、図１１で示すように照明光軸を観察光軸側に傾け
て、両光軸を交差させることが、本発明の構成要素にな
っている。
説明する。本発明が対象とする側視型内視鏡は、直視型
内視鏡に比べて、照明窓と観察窓の間隔が広く、また、
観察窓端面から物体までの観察距離は比較的近いことが
多い。このように、照明窓と観察窓の間隔が広く観察距
離が近い場合は、図１４で示したように、照明窓光軸２
ａと観察窓光軸３ａが平行であると、観察視野範囲内に
照明光の当たらない部分を生じてしまう。これを防ぐた
めに、図１１で示すように照明光軸を観察光軸側に傾け
て、両光軸を交差させることが、本発明の構成要素にな
っている。
【００２５】図１１において、７は照明光軸、８は観察
光軸であり、両光軸はＰ0 点で交差する。観察光軸８が
観察窓端面３ｂとなす角度をθ1，照明光軸７が照明窓
端面２ｂとなす角度をθ2 ，照明窓端面２ｂと観察窓端
面３ｂでの照明光軸７と観察光軸８との間隔をＬ，両光
軸の交差するＰ0 点から照明窓端面２ｂと観察窓端面３
ｂを含む平面への垂直距離をＤとすれば、平面三角法の
正弦法則から（７）式が得られる。
光軸であり、両光軸はＰ0 点で交差する。観察光軸８が
観察窓端面３ｂとなす角度をθ1，照明光軸７が照明窓
端面２ｂとなす角度をθ2 ，照明窓端面２ｂと観察窓端
面３ｂでの照明光軸７と観察光軸８との間隔をＬ，両光
軸の交差するＰ0 点から照明窓端面２ｂと観察窓端面３
ｂを含む平面への垂直距離をＤとすれば、平面三角法の
正弦法則から（７）式が得られる。
【００２６】 Ｄ＝Ｌｓｉｎθ1 ｓｉｎθ2 ／ｓｉｎ（θ1 −θ2 ）・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
【００２７】（７）式におけるＤの値に関し、実用的な
面からの選択範囲を検討し、その結果を示したのが
（１）式である。内視鏡の観察距離は、一般に５ｍｍ〜
３０ｍｍである。また、内視鏡における観察光学系の最
適焦点位置は２０ｍｍ前後であるので、この二つのこと
を考慮し、照明光軸７と観察光軸８の交差するＰ0 点の
位置で決まるＤの値は、２０ｍｍ前後が望ましいといえ
る。しかし、Ｄ＝１０ｍｍ程度までは、実用上、問題な
く使用可能であることが確認された。Ｄ＝１０ｍｍより
小さくなると、照明光軸７と観察光軸８の交差角が大き
くなり、近点での配光は良好なものが得られるが、遠点
に接近するにしたがって、視野内において配光不足の部
分が増加する。照明窓と観察窓の間隔が広くなるほど、
この配光不足の部分の増加が大きい。結局、Ｄの最小値
として１０ｍｍを採用した。
面からの選択範囲を検討し、その結果を示したのが
（１）式である。内視鏡の観察距離は、一般に５ｍｍ〜
３０ｍｍである。また、内視鏡における観察光学系の最
適焦点位置は２０ｍｍ前後であるので、この二つのこと
を考慮し、照明光軸７と観察光軸８の交差するＰ0 点の
位置で決まるＤの値は、２０ｍｍ前後が望ましいといえ
る。しかし、Ｄ＝１０ｍｍ程度までは、実用上、問題な
く使用可能であることが確認された。Ｄ＝１０ｍｍより
小さくなると、照明光軸７と観察光軸８の交差角が大き
くなり、近点での配光は良好なものが得られるが、遠点
に接近するにしたがって、視野内において配光不足の部
分が増加する。照明窓と観察窓の間隔が広くなるほど、
この配光不足の部分の増加が大きい。結局、Ｄの最小値
として１０ｍｍを採用した。
【００２８】一方、照明窓と観察窓の間隔が狭い場合
は、Ｄの値が小さいと、遠点での視野内における配光が
不足する。したがって、Ｄの値を大きくする必要があ
り、特に観察深度の深い光学系においては、Ｄの値を大
きくすることが望ましい。しかし、Ｄの値が大き過ぎる
と、照明光軸７と観察光軸８が平行な場合と何ら変わら
ぬことになる。そこで、通常の観察光学系においては、
観察深度が１００ｍｍ前後のものが多いので、遠点でも
近点でも同様な配光がえられるように、Ｄの最大値とし
て５０ｍｍを採用した。
は、Ｄの値が小さいと、遠点での視野内における配光が
不足する。したがって、Ｄの値を大きくする必要があ
り、特に観察深度の深い光学系においては、Ｄの値を大
きくすることが望ましい。しかし、Ｄの値が大き過ぎる
と、照明光軸７と観察光軸８が平行な場合と何ら変わら
ぬことになる。そこで、通常の観察光学系においては、
観察深度が１００ｍｍ前後のものが多いので、遠点でも
近点でも同様な配光がえられるように、Ｄの最大値とし
て５０ｍｍを採用した。
【００２９】
【実施例】図１〜図３は、本発明の第１実施例を示し、
図１は内視鏡の先端硬性部の軸方向断面図、図２は内視
鏡の先端硬性部の平面図、図３は内視鏡の先端硬性部１
の概略立体図である。照明窓２の内側には、照明レンズ
２ｃ，ライトガイド束４を配設し、ライトガイド束４の
もう一方の端面である入射端面（図示省略）は、光源に
接続されている。光源からの光は、ライトガイド束４内
を伝送され、射出端面４ｂより射出し、照明窓２を通過
して観察物体を照明する。また、観察窓３の内側には、
プリズム５，結像光学系６を配設し、結像光学系６と光
学的に接続しているイメージガイド、もしくは固体撮像
素子（ともに図示省略）等の像伝送手段の端面に、物体
を結像する。
図１は内視鏡の先端硬性部の軸方向断面図、図２は内視
鏡の先端硬性部の平面図、図３は内視鏡の先端硬性部１
の概略立体図である。照明窓２の内側には、照明レンズ
２ｃ，ライトガイド束４を配設し、ライトガイド束４の
もう一方の端面である入射端面（図示省略）は、光源に
接続されている。光源からの光は、ライトガイド束４内
を伝送され、射出端面４ｂより射出し、照明窓２を通過
して観察物体を照明する。また、観察窓３の内側には、
プリズム５，結像光学系６を配設し、結像光学系６と光
学的に接続しているイメージガイド、もしくは固体撮像
素子（ともに図示省略）等の像伝送手段の端面に、物体
を結像する。
【００３０】本実施例では、照明窓２から射出した照明
光の照明光軸７が、照明窓端面２ｂとθ2 の角度をなす
ように、ライトガイド光軸４ａを傾けてあり（したがっ
て、ライトガイド束４も傾けてあり）、しかも、ライト
ガイド射出端面４ｂは、照明窓端面２ｂと平行にしてあ
る。また、観察光軸８と観察窓端面３ｂとはθ1 の角度
をなしており、照明窓端面２ｂと観察窓端面３ｂでの照
明光軸７と観察光軸８との間隔は、Ｌになっている。
光の照明光軸７が、照明窓端面２ｂとθ2 の角度をなす
ように、ライトガイド光軸４ａを傾けてあり（したがっ
て、ライトガイド束４も傾けてあり）、しかも、ライト
ガイド射出端面４ｂは、照明窓端面２ｂと平行にしてあ
る。また、観察光軸８と観察窓端面３ｂとはθ1 の角度
をなしており、照明窓端面２ｂと観察窓端面３ｂでの照
明光軸７と観察光軸８との間隔は、Ｌになっている。
【００３１】ここで、θ1 ＝７７°，θ2 ＝６４°，Ｌ
＝４４ｍｍであれば、（７）式を用いて計算して、Ｄ＝
１５．６ｍｍとなる。すなわち、観察窓端面３ｂを含む
平面から垂直距離で１５．６ｍｍのところで、照明光軸
７と観察光軸８は交差し、また、特許請求の範囲におけ
る限定数値である、１０ｍｍ＜Ｄ＜５０ｍｍを満足す
る。本実施例は、内視鏡先端方向に対し後方斜視をする
ような内視鏡により、観察するのに最適な配光を得る場
合を示している。
＝４４ｍｍであれば、（７）式を用いて計算して、Ｄ＝
１５．６ｍｍとなる。すなわち、観察窓端面３ｂを含む
平面から垂直距離で１５．６ｍｍのところで、照明光軸
７と観察光軸８は交差し、また、特許請求の範囲におけ
る限定数値である、１０ｍｍ＜Ｄ＜５０ｍｍを満足す
る。本実施例は、内視鏡先端方向に対し後方斜視をする
ような内視鏡により、観察するのに最適な配光を得る場
合を示している。
【００３２】図４〜図７は、本発明の第２実施例を示す
ものである。図４は内視鏡の先端硬性部の軸方向断面
図、図５は内視鏡の先端硬性部の平面図、図６は、照明
窓２とライトガイド束４を先端硬性部１の軸に垂直な面
で切断した断面図、図７は、観察窓３とプリズム５を先
端硬性部１の軸に垂直な面で切断した断面図である。本
実施例では、ライトガイド束４のライトガイド光軸４ａ
が、照明窓光軸２ａに対して傾き角度ω1 をなして配置
してあり、また、ライトガイド射出端面４ｂが、照明窓
光軸２ａの直交面に対して傾き角度ω2 をなしている。
この場合、ライトガイド射出端面４ｂから射出した照明
光の照明光軸７が照明窓光軸２ａとほぼ平行になるよう
に、傾き角度ω2 は設定してある。
ものである。図４は内視鏡の先端硬性部の軸方向断面
図、図５は内視鏡の先端硬性部の平面図、図６は、照明
窓２とライトガイド束４を先端硬性部１の軸に垂直な面
で切断した断面図、図７は、観察窓３とプリズム５を先
端硬性部１の軸に垂直な面で切断した断面図である。本
実施例では、ライトガイド束４のライトガイド光軸４ａ
が、照明窓光軸２ａに対して傾き角度ω1 をなして配置
してあり、また、ライトガイド射出端面４ｂが、照明窓
光軸２ａの直交面に対して傾き角度ω2 をなしている。
この場合、ライトガイド射出端面４ｂから射出した照明
光の照明光軸７が照明窓光軸２ａとほぼ平行になるよう
に、傾き角度ω2 は設定してある。
【００３３】ここで、傾き角度ω1 ＝７°，ライトガイ
ド束４の屈折率ｎ＝１．６５，射出した側の媒質（空
気）の屈折率ｎ′＝１であれば、（３）式より傾き角度
ω2 ＝１０．５°となる。前述したように、ω2＜１
５．４°であることが望ましいが、これを満足する。本
実施例では、先端硬性部１の軸の直交面において、観察
窓光軸３ａと照明窓光軸２ａは平行になるように構成し
てあるので、ライトガイド射出端面４ｂから射出し、照
明窓２を透過した照明光の照明光軸７は、観察窓光軸３
ａとほぼ平行となる。このように、ライトガイド束４の
傾き具合を変えることにより、先端硬性部１内の構成要
素のレイアウトにおける自由度が増し、また、観察する
のに最適な配光を得ることができる。
ド束４の屈折率ｎ＝１．６５，射出した側の媒質（空
気）の屈折率ｎ′＝１であれば、（３）式より傾き角度
ω2 ＝１０．５°となる。前述したように、ω2＜１
５．４°であることが望ましいが、これを満足する。本
実施例では、先端硬性部１の軸の直交面において、観察
窓光軸３ａと照明窓光軸２ａは平行になるように構成し
てあるので、ライトガイド射出端面４ｂから射出し、照
明窓２を透過した照明光の照明光軸７は、観察窓光軸３
ａとほぼ平行となる。このように、ライトガイド束４の
傾き具合を変えることにより、先端硬性部１内の構成要
素のレイアウトにおける自由度が増し、また、観察する
のに最適な配光を得ることができる。
【００３４】図８及び図９は、本発明の第３実施例を示
し、図８は内視鏡の先端硬性部の軸方向断面図、図２は
内視鏡の先端硬性部の平面図である。本実施例では、照
明窓２からの照明光の照明光軸７が照明窓端面２ｂとな
す角度θ2 が直角であり、ライトガイド光軸４ａも照明
窓端面２ｂと直角をなしている。また、観察光軸８は観
察窓端面３ｂとθ1 の角度をなしており、照明窓端面２
ｂと観察窓端面３ｂでの照明光軸７と観察光軸８との間
隔は、Ｌになっている。
し、図８は内視鏡の先端硬性部の軸方向断面図、図２は
内視鏡の先端硬性部の平面図である。本実施例では、照
明窓２からの照明光の照明光軸７が照明窓端面２ｂとな
す角度θ2 が直角であり、ライトガイド光軸４ａも照明
窓端面２ｂと直角をなしている。また、観察光軸８は観
察窓端面３ｂとθ1 の角度をなしており、照明窓端面２
ｂと観察窓端面３ｂでの照明光軸７と観察光軸８との間
隔は、Ｌになっている。
【００３５】ここで、θ1 ＝１０５°，θ2 ＝９０°，
Ｌ＝４．５ｍｍであれば、（７）式Ｄ＝１６．８ｍｍと
なる。すなわち、観察窓端面３ｂを含む平面から垂直距
離で１６．８ｍｍのところで、照明光軸７と観察光軸８
は交差し、また、特許請求の範囲における限定数値であ
る、１０ｍｍ＜Ｄ＜５０ｍｍを満足する。本実施例は、
内視鏡先端方向に対し前方斜視するような内視鏡によ
り、観察するのに最適な配光を得る場合を示している。
Ｌ＝４．５ｍｍであれば、（７）式Ｄ＝１６．８ｍｍと
なる。すなわち、観察窓端面３ｂを含む平面から垂直距
離で１６．８ｍｍのところで、照明光軸７と観察光軸８
は交差し、また、特許請求の範囲における限定数値であ
る、１０ｍｍ＜Ｄ＜５０ｍｍを満足する。本実施例は、
内視鏡先端方向に対し前方斜視するような内視鏡によ
り、観察するのに最適な配光を得る場合を示している。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内視鏡照明
装置は、ライトガイドに適正な傾きを与えることによ
り、内視鏡の先端硬性部における構成要素のレイアウト
設計や製造・組立工程を簡単にするとともに、観察に最
適な配光を得ることができる。
装置は、ライトガイドに適正な傾きを与えることによ
り、内視鏡の先端硬性部における構成要素のレイアウト
設計や製造・組立工程を簡単にするとともに、観察に最
適な配光を得ることができる。
【図１】第１実施例における内視鏡の先端硬性部の軸方
向断面図である。
向断面図である。
【図２】第１実施例における内視鏡の先端硬性部の平面
図である。
図である。
【図３】第１実施例における内視鏡の先端硬性部の概略
立体図である。
立体図である。
【図４】第２実施例における内視鏡の先端硬性部の軸方
向断面図である。
向断面図である。
【図５】第２実施例における内視鏡の先端硬性部の平面
図である。
図である。
【図６】第２実施例における内視鏡の先端硬性部の照明
窓とライトガイド束を先端硬性部の軸に垂直な面で切断
した断面図である。
窓とライトガイド束を先端硬性部の軸に垂直な面で切断
した断面図である。
【図７】第２実施例における内視鏡の先端硬性部の観察
窓とプリズムを先端硬性部の軸に垂直な面で切断した断
面図である。
窓とプリズムを先端硬性部の軸に垂直な面で切断した断
面図である。
【図８】第３実施例における内視鏡の先端硬性部の軸方
向断面図である。
向断面図である。
【図９】第３実施例における内視鏡の先端硬性部の平面
図である。
図である。
【図１０】課題を解決するための本発明の手段の説明図
である。
である。
【図１１】課題を解決するための本発明の手段の説明図
である。
である。
【図１２】ライトガイドにおける臨界角の説明図であ
る。
る。
【図１３】ライトガイドにおける入射角の説明図であ
る。
る。
【図１４】従来技術における内視鏡の先端硬性部の軸方
向断面図である。
向断面図である。
【図１５】従来技術における内視鏡の先端硬性部の照明
窓とライトガイド束を先端硬性部の軸に垂直な面で切断
した断面図である。
窓とライトガイド束を先端硬性部の軸に垂直な面で切断
した断面図である。
【図１６】従来技術における内視鏡の先端硬性部の照明
窓とライトガイド束の説明図である。
窓とライトガイド束の説明図である。
【図１７】従来技術における内視鏡の先端硬性部の照明
窓とライトガイド束の説明図である。
窓とライトガイド束の説明図である。
１ 先端硬性部 ２ 照明窓 ２ｂ 観察窓端面 ３ 観察窓 ３ｂ 観察窓端面 ４ ライトガイド束 ４ａ ライトガイド光軸 ７ 照明光軸 ８ 観察光軸
Claims (2)
- 【請求項１】 先端硬性部の側面に照明窓と観察窓とを
備え、該照明窓の内側にライトガイドの射出端面を配置
した内視鏡照明装置において、 該内視鏡の軸に垂直な断面内において、該ライトガイド
の軸が観察光軸に対して傾斜するように該ライトガイド
を配置するとともに、該断面内において該ライトガイド
の軸に沿って伝達された照明光の該ライトガイド射出後
の進行方向が該観察光軸とほぼ平行になるように該ライ
トガイド射出端面の形状を選定したことを特徴とする内
視鏡照明装置。 - 【請求項２】 先端硬性部の側面に照明窓と観察窓とを
備え、該照明窓の内側にライトガイドの射出端面を配置
した内視鏡照明装置において、以下の条件を満足するこ
とを特徴とする内視鏡照明装置。 １０≦Ｌｓｉｎθ1 ｓｉｎθ2 ／ｓｉｎ（θ1 −θ2 ）≦５０ ただし、Ｌは該観察窓端面での該観察光軸と該照明窓端
面での該照明光軸との距離（単位はｍｍ）、θ1 は該観
察光軸と該観察窓端面とのなす角度、θ2 は該照明光軸
と該照明窓端面とのなす角度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274156A JPH05113541A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 内視鏡照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274156A JPH05113541A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 内視鏡照明装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000314443A Division JP3356427B2 (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 内視鏡照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113541A true JPH05113541A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17537814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3274156A Pending JPH05113541A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 内視鏡照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05113541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005287851A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Olympus Corp | 側視型内視鏡 |
| EP2165640A1 (en) | 2008-09-19 | 2010-03-24 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope for oblique viewing |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3274156A patent/JPH05113541A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005287851A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Olympus Corp | 側視型内視鏡 |
| EP2165640A1 (en) | 2008-09-19 | 2010-03-24 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope for oblique viewing |
| US8582218B2 (en) | 2008-09-19 | 2013-11-12 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope for oblique viewing |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010403 |