JPH06273678A - 内視鏡用拡散照明光学系 - Google Patents
内視鏡用拡散照明光学系Info
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- JPH06273678A JPH06273678A JP5058771A JP5877193A JPH06273678A JP H06273678 A JPH06273678 A JP H06273678A JP 5058771 A JP5058771 A JP 5058771A JP 5877193 A JP5877193 A JP 5877193A JP H06273678 A JPH06273678 A JP H06273678A
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- light guide
- light
- optical system
- lens
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】凹レンズの曲率を小さくすることなく、周辺部
の光線密度を向上させて、高効率の配光特性を得る内視
鏡用拡散照明光学系を提供する。 【構成】光学繊維束であるライトガイド1の先端部に近
接して、上記ライトガイドに導かれる光を拡散して照明
する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学系におい
て、上記光学素子を凹レンズ10とし、この凹レンズの
凹面曲率を、多重にした。
の光線密度を向上させて、高効率の配光特性を得る内視
鏡用拡散照明光学系を提供する。 【構成】光学繊維束であるライトガイド1の先端部に近
接して、上記ライトガイドに導かれる光を拡散して照明
する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学系におい
て、上記光学素子を凹レンズ10とし、この凹レンズの
凹面曲率を、多重にした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡に備えられ、被
観察部位に対して光を拡散した状態で照明するための、
拡散照明光学系の改良に関する。
観察部位に対して光を拡散した状態で照明するための、
拡散照明光学系の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】身体の中空性臓器の内面あるいは胸腔、
腹腔等の内部を観察するための検査器具を総称して、内
視鏡と呼ばれる。その構成は、適当な太さの管体の先端
に光源を備えている。
腹腔等の内部を観察するための検査器具を総称して、内
視鏡と呼ばれる。その構成は、適当な太さの管体の先端
に光源を備えている。
【0003】これを大きく分類すると、単に円筒を介し
て直接患部を見るものと、鏡面の反射レンズ系の作用に
よるものとがあり、前者には、喉頭鏡、食道鏡、気管支
鏡、直腸鏡ほかなどがあり、後者には、胸腔鏡、心臓
鏡、胃鏡、腹腔鏡ほかなどがある。
て直接患部を見るものと、鏡面の反射レンズ系の作用に
よるものとがあり、前者には、喉頭鏡、食道鏡、気管支
鏡、直腸鏡ほかなどがあり、後者には、胸腔鏡、心臓
鏡、胃鏡、腹腔鏡ほかなどがある。
【0004】そして、口腔や排泄孔などから内視鏡を差
し入れるものと、差し入れるために切開などの手術的操
作を要するものとがあり、いずれにしても内視鏡検査は
診断上、極めて重用である。
し入れるものと、差し入れるために切開などの手術的操
作を要するものとがあり、いずれにしても内視鏡検査は
診断上、極めて重用である。
【0005】一般的な内視鏡としては、光を被観察部位
に導いて(ライトガイドして)照明する照明系と、この
照明系の光を光源として被観察部位を直接もしくは間接
的に観察するためのイメージガイト系、および患部の診
査切除、分泌物採取等をなす鉗子等の操作系からなり、
1つのチューブ内に並行して収容される。
に導いて(ライトガイドして)照明する照明系と、この
照明系の光を光源として被観察部位を直接もしくは間接
的に観察するためのイメージガイト系、および患部の診
査切除、分泌物採取等をなす鉗子等の操作系からなり、
1つのチューブ内に並行して収容される。
【0006】特に、照明系においては、極めて細い直径
のものでありながら、被観察部位に対して、より広い照
明範囲を確保するとともに、より高く、安定した照度を
得るように構成しなければならない。したがって、照明
系は、正確には内視鏡用拡散照明光学系と呼ばれる。従
来の、内視鏡用拡散照明光学系の一部を、図10に示
す。ここで1は、ライトガイドバンドルであって、普
通、多数の光学繊維を束ねて構成される。このライトガ
イド1の先端部に近接して、光学素子である平凹レンズ
2が設けられ、互いに、図示しないチューブ内に所定の
手段で収容保持される。
のものでありながら、被観察部位に対して、より広い照
明範囲を確保するとともに、より高く、安定した照度を
得るように構成しなければならない。したがって、照明
系は、正確には内視鏡用拡散照明光学系と呼ばれる。従
来の、内視鏡用拡散照明光学系の一部を、図10に示
す。ここで1は、ライトガイドバンドルであって、普
通、多数の光学繊維を束ねて構成される。このライトガ
イド1の先端部に近接して、光学素子である平凹レンズ
2が設けられ、互いに、図示しないチューブ内に所定の
手段で収容保持される。
【0007】上記平凹レンズ2は、ライトガイド1に導
かれる光を拡散して照明するため、ライトガイド1の先
端面である出射端面に対向して凹面2aが形成される。
この先端光学面2bは、ここに対する洗浄用としての送
気送水を円滑に、かつ確実に行うため平坦面となってい
る。上記平凹レンズ2の凹面2aは、より広い範囲に光
を拡散するために、曲率半径を小さくするのが普通であ
り、1mm程度以下のものが多用されている。
かれる光を拡散して照明するため、ライトガイド1の先
端面である出射端面に対向して凹面2aが形成される。
この先端光学面2bは、ここに対する洗浄用としての送
気送水を円滑に、かつ確実に行うため平坦面となってい
る。上記平凹レンズ2の凹面2aは、より広い範囲に光
を拡散するために、曲率半径を小さくするのが普通であ
り、1mm程度以下のものが多用されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の内
視鏡用拡散照明系においては、平凹レンズ2の凹面2a
の曲率を小さくすることによって、より広角の照明を行
おうとしている。
視鏡用拡散照明系においては、平凹レンズ2の凹面2a
の曲率を小さくすることによって、より広角の照明を行
おうとしている。
【0009】しかしながら、曲率を小さくすると、レン
ズ2の製作が際めて困難になること。凹面2aの有効面
が小さくなり、ライトガイド1の光を有効に利用できな
いこと。広角での光線密度が、曲率が小さくなることに
よって急速に低下し、有効な広角照明ができない等の問
題があった。
ズ2の製作が際めて困難になること。凹面2aの有効面
が小さくなり、ライトガイド1の光を有効に利用できな
いこと。広角での光線密度が、曲率が小さくなることに
よって急速に低下し、有効な広角照明ができない等の問
題があった。
【0010】図10(B)は、通常形態の平凹レンズR
における、主光線入射高さhに対する光線出射角度A
(h)を示したものであり、入射高さが高くなる場合
(h+Δh)においては、当然、光線出射角度A(h+
Δh)が相違し、大になる。先端光学面から距離lにあ
る物体では、主光線の高さの変化Δhに対する物体面上
の光線到達位置がΔSだけ変化する。
における、主光線入射高さhに対する光線出射角度A
(h)を示したものであり、入射高さが高くなる場合
(h+Δh)においては、当然、光線出射角度A(h+
Δh)が相違し、大になる。先端光学面から距離lにあ
る物体では、主光線の高さの変化Δhに対する物体面上
の光線到達位置がΔSだけ変化する。
【0011】同図(C)は、従来より用いられる光学素
子である平凹レンズ2において、特に、凹面2aの曲率
半径が1.0mmでの、主光線入射高さ変化h−A(h)
における、図から計算される角度(deg)に対する光
線密度(配光特性に相当する)を、E(A)変化で示し
た。これは、式(1)
子である平凹レンズ2において、特に、凹面2aの曲率
半径が1.0mmでの、主光線入射高さ変化h−A(h)
における、図から計算される角度(deg)に対する光
線密度(配光特性に相当する)を、E(A)変化で示し
た。これは、式(1)
【0012】
【数1】 から得られる。
【0013】同図から明らかなように、主光線入線高さ
hが大きくなるにしたがって、拡散する角度が大きくな
るが、光線密度が急速に小さくなることがわかる。たと
えば、全物体高さ0.8に対して明るさが半分に落ちる
主光線高さ0.4のところでは、約30°となる。すな
わち、半角で30°の角度であるから、全角で60°の
範囲で照明がなされる。
hが大きくなるにしたがって、拡散する角度が大きくな
るが、光線密度が急速に小さくなることがわかる。たと
えば、全物体高さ0.8に対して明るさが半分に落ちる
主光線高さ0.4のところでは、約30°となる。すな
わち、半角で30°の角度であるから、全角で60°の
範囲で照明がなされる。
【0014】結果として、より広角の照明範囲を求める
要望が大であるとともに、特に周辺部分での光が疎らに
なって、光量が落ちる傾向にあるので、配光特性の向上
を図る必要がある。
要望が大であるとともに、特に周辺部分での光が疎らに
なって、光量が落ちる傾向にあるので、配光特性の向上
を図る必要がある。
【0015】本発明は上記の事情を考慮したもので、第
1の発明である請求項1ないし請求項4の内視鏡用拡散
照明光学系は、凹レンズの曲率をこれ以上小さくするこ
となく、周辺部の光線密度を向上させるとともに高効率
の配光特性を得ることを目的とする。
1の発明である請求項1ないし請求項4の内視鏡用拡散
照明光学系は、凹レンズの曲率をこれ以上小さくするこ
となく、周辺部の光線密度を向上させるとともに高効率
の配光特性を得ることを目的とする。
【0016】第2の発明である請求項5ないし請求項9
の内視鏡用拡散照明光学系は、曲率半径を大きくとれる
平凸レンズを用いることにより、周辺部における光量ロ
スが少ない広角照明を可能とすることを目的とする。
の内視鏡用拡散照明光学系は、曲率半径を大きくとれる
平凸レンズを用いることにより、周辺部における光量ロ
スが少ない広角照明を可能とすることを目的とする。
【0017】第3の発明である請求項10ないし請求項
12の内視鏡用拡散照明光学系は、光学素子を変えるこ
となく、ライトガイドの出射端面を変更することによ
り、ライトガイドの広角での出射光量を増大させ、光学
素子に対する広角配光を図ることを目的とする。
12の内視鏡用拡散照明光学系は、光学素子を変えるこ
となく、ライトガイドの出射端面を変更することによ
り、ライトガイドの広角での出射光量を増大させ、光学
素子に対する広角配光を図ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1の内視鏡用拡散
照明光学系は、
照明光学系は、
【0019】光学繊維束であるライトガイドの先端部に
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、上記光学素子を凹レンズとし、この凹レン
ズの凹面曲率を、多重にしたことを特徴とする。請求項
5の内視鏡用拡散照明光学系は、
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、上記光学素子を凹レンズとし、この凹レン
ズの凹面曲率を、多重にしたことを特徴とする。請求項
5の内視鏡用拡散照明光学系は、
【0020】光学繊維束であるライトガイドの先端部に
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、上記光学素子は、正のパワーを持ち、その
凸面をライトガイド先端部に対向して配置される平凸レ
ンズである。請求項10の内視鏡用拡散照明光学系は、
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、上記光学素子は、正のパワーを持ち、その
凸面をライトガイド先端部に対向して配置される平凸レ
ンズである。請求項10の内視鏡用拡散照明光学系は、
【0021】光学繊維束であるライトガイドの先端部に
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、上記ライトガイドは、その先端面である出
射端面が、光を拡散する方向に加工される。
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、上記ライトガイドは、その先端面である出
射端面が、光を拡散する方向に加工される。
【0022】
【作用】請求項1では、光学素子である凹レンズの凹面
曲率を、多重曲率にしたから、特に、照明周辺部におけ
る光線密度が向上する。請求項5では、光学素子である
平凸レンズの凸面をライトガイド先端部に対向して配置
したから、簡便な構成で光量ロスの少ない広角照明が可
能となる。
曲率を、多重曲率にしたから、特に、照明周辺部におけ
る光線密度が向上する。請求項5では、光学素子である
平凸レンズの凸面をライトガイド先端部に対向して配置
したから、簡便な構成で光量ロスの少ない広角照明が可
能となる。
【0023】請求項10では、ライトガイドの出射端面
を、光を拡散するよう加工したから、光学素子の変更が
なく、光学素子周辺部に対する広角での光量を増大し
て、広角配光をなす。
を、光を拡散するよう加工したから、光学素子の変更が
なく、光学素子周辺部に対する広角での光量を増大し
て、広角配光をなす。
【0024】
【実施例】以下、本発明の第1実施例について、図1な
いし図3を参照して説明する。
いし図3を参照して説明する。
【0025】図1は、内視鏡用拡散照明光学系の一部を
示す。図中1は、ライトガイドバンドルであって、光学
繊維束が用いられることは、従来と変わりがなく、全体
的な直径も同様であってよい。そして、先端面である出
射端面の形状も光軸に対して直交することに変わりがな
い。このライトガイド1の先端部と近接し、かつ対向し
て、光学素子である平凹レンズ10が配置される。上記
平凹レンズ10は、ライトガイト1と対向する入射面1
0aが凹面に形成され、先端光学面10bは平坦面であ
る。凹面10aの曲率は、以下に述べるように設定され
る。すなわち、光軸CL側である中央部分が、第1曲率
部100aをなし、曲率半径r1 に形成される。その周
辺部分は、第2曲率部100bをなし、曲率半径r2 に
形成される。特に、第2曲率部100Bの周端部は、ラ
イトガイド1の直径よりも大にするとよい。図2は、先
に、図10(C)で説明した同一条件での、特性変化で
ある。
示す。図中1は、ライトガイドバンドルであって、光学
繊維束が用いられることは、従来と変わりがなく、全体
的な直径も同様であってよい。そして、先端面である出
射端面の形状も光軸に対して直交することに変わりがな
い。このライトガイド1の先端部と近接し、かつ対向し
て、光学素子である平凹レンズ10が配置される。上記
平凹レンズ10は、ライトガイト1と対向する入射面1
0aが凹面に形成され、先端光学面10bは平坦面であ
る。凹面10aの曲率は、以下に述べるように設定され
る。すなわち、光軸CL側である中央部分が、第1曲率
部100aをなし、曲率半径r1 に形成される。その周
辺部分は、第2曲率部100bをなし、曲率半径r2 に
形成される。特に、第2曲率部100Bの周端部は、ラ
イトガイド1の直径よりも大にするとよい。図2は、先
に、図10(C)で説明した同一条件での、特性変化で
ある。
【0026】h−A(h)変化は、たとえば主光線高さ
0.5のところで曲率が変わる。明るさが半分に落ちる
約0.4での角度は約45°となり、全角では90°の
範囲で照明が拡散されるので、従来の光学系よりも照明
範囲が拡大しているのがわかる。そして、光の密度が全
体的に大きくなり、周辺部においても光量の落ち具合が
少なく、従来の光学系に対して、特に周辺部における配
光特性が向上する。
0.5のところで曲率が変わる。明るさが半分に落ちる
約0.4での角度は約45°となり、全角では90°の
範囲で照明が拡散されるので、従来の光学系よりも照明
範囲が拡大しているのがわかる。そして、光の密度が全
体的に大きくなり、周辺部においても光量の落ち具合が
少なく、従来の光学系に対して、特に周辺部における配
光特性が向上する。
【0027】同様の目的から、図3(A)に示すよう
な、平凹レンズ10Aを用いてもよい。これは、ライト
ガイド1の先端部を積極的に受け入れて、この出射端面
から導かれる光のロスを無くして有効化する、第2曲率
部100cを備えている。
な、平凹レンズ10Aを用いてもよい。これは、ライト
ガイド1の先端部を積極的に受け入れて、この出射端面
から導かれる光のロスを無くして有効化する、第2曲率
部100cを備えている。
【0028】同図(B)に示すような、平凹レンズ10
Bを用いてもよい。これは、第1曲率部100dの光軸
対向部分を砂目部11として、ここに導かれる光を乱反
射させる。光は光軸CL部分に集まる傾向があり、この
光を乱反射させるのであるから、相対的に光量は落ちる
が、相対的に周辺部に導かれる光が増大して、配光特性
が向上する。
Bを用いてもよい。これは、第1曲率部100dの光軸
対向部分を砂目部11として、ここに導かれる光を乱反
射させる。光は光軸CL部分に集まる傾向があり、この
光を乱反射させるのであるから、相対的に光量は落ちる
が、相対的に周辺部に導かれる光が増大して、配光特性
が向上する。
【0029】同図(C)に示すような、平凹レンズ10
Cを用いてもよい。これは、ライトガイド1の先端出射
面と対向する面が、無理のない程度の曲率に形成される
凹面であり、先端光学面が凸状に形成される第1のレン
ズ12と、この第1レンズ12の光学面に張り合わせら
れる凹面を有し、光学面を平坦面とした第2のレンズ1
3とからなる。
Cを用いてもよい。これは、ライトガイド1の先端出射
面と対向する面が、無理のない程度の曲率に形成される
凹面であり、先端光学面が凸状に形成される第1のレン
ズ12と、この第1レンズ12の光学面に張り合わせら
れる凹面を有し、光学面を平坦面とした第2のレンズ1
3とからなる。
【0030】この場合、第1のレンズ12における凹面
が曲率半径r1 の第1曲率部12aに形成される。そし
て、第1レンズ12の凸面と第2のレンズ13凹面の曲
率を、曲率半径r2 に一致させて、第2曲率部13aと
なす。やはり、上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。同図(D)に示すように、光学素子として、多重焦
点が得られるグレーティングレンズ10Dを用いても、
上記実施例と同様の作用効果が得られる。図4および図
5は、第2実施例の内視鏡用拡散照明系である。
が曲率半径r1 の第1曲率部12aに形成される。そし
て、第1レンズ12の凸面と第2のレンズ13凹面の曲
率を、曲率半径r2 に一致させて、第2曲率部13aと
なす。やはり、上記実施例と同様の作用効果が得られ
る。同図(D)に示すように、光学素子として、多重焦
点が得られるグレーティングレンズ10Dを用いても、
上記実施例と同様の作用効果が得られる。図4および図
5は、第2実施例の内視鏡用拡散照明系である。
【0031】図4(A)では、従来と同様のライトガイ
ド1を用いるが、この先端部と対向して配置される光学
素子として、平凸レンズ20を用いる。この平凸レンズ
20は、ライトガイド1の対向面20aが凸状に形成さ
れ、先端光学面20bが平坦面をなす。
ド1を用いるが、この先端部と対向して配置される光学
素子として、平凸レンズ20を用いる。この平凸レンズ
20は、ライトガイド1の対向面20aが凸状に形成さ
れ、先端光学面20bが平坦面をなす。
【0032】このことにより、ライトガイド1の光が平
凸レンズ20へ入射すると、レンズ20内において光軸
CL方向に屈折して導かれる。そして、先端光学面20
bから出るときは、さらに大きな角度に屈折する。
凸レンズ20へ入射すると、レンズ20内において光軸
CL方向に屈折して導かれる。そして、先端光学面20
bから出るときは、さらに大きな角度に屈折する。
【0033】同図に示したものは、レンズ20内に光の
焦点位置Oが存在するように、凸面曲率を設定した。す
なわち、この種のレンズ20における焦点位置Oは、ラ
イトガイド1から導かれる光を一点に集中させるところ
から、高温化する。したがって、焦点位置Oがレンズ2
0内にあれば、被観察部位である人体に熱的悪影響を与
えずにすむ。そして、より広角の照明範囲を得られる。
同図(B)に示す、平凸レンズ20Aでは、この先端光
学面20cに焦点位置Oを設定するよう、凸面曲率を形
成する。
焦点位置Oが存在するように、凸面曲率を設定した。す
なわち、この種のレンズ20における焦点位置Oは、ラ
イトガイド1から導かれる光を一点に集中させるところ
から、高温化する。したがって、焦点位置Oがレンズ2
0内にあれば、被観察部位である人体に熱的悪影響を与
えずにすむ。そして、より広角の照明範囲を得られる。
同図(B)に示す、平凸レンズ20Aでは、この先端光
学面20cに焦点位置Oを設定するよう、凸面曲率を形
成する。
【0034】上記先端光学面20cに光を一旦集中させ
て高温化するので、この面に水分が付着して曇るような
ことがあっても、この熱で水分を蒸発させて曇りを除去
し、照明効率の向上を得られる。
て高温化するので、この面に水分が付着して曇るような
ことがあっても、この熱で水分を蒸発させて曇りを除去
し、照明効率の向上を得られる。
【0035】同図(C)に示すように、ライトガイド1
と平凸レンズ20Bとの間に、内周面が研磨などの鏡面
加工された筒体である反射筒21を介設してもよい。そ
して、好ましくは、ライトガイド1の先端部を挿嵌可能
な内径寸法に設定する。この場合、上記ライトガイド1
から導かれる光を、全て漏れなく反射して有効利用をな
し、平凸レンズ20Bへ導くことができる。
と平凸レンズ20Bとの間に、内周面が研磨などの鏡面
加工された筒体である反射筒21を介設してもよい。そ
して、好ましくは、ライトガイド1の先端部を挿嵌可能
な内径寸法に設定する。この場合、上記ライトガイド1
から導かれる光を、全て漏れなく反射して有効利用をな
し、平凸レンズ20Bへ導くことができる。
【0036】同図(D)に示すように、上記ライトガイ
ド1の先端部と平凸レンズ20C全体を、反射筒22内
に挿嵌した光学系であってもよい。普通、レンズの周面
は梨地になっており、正常な光の屈折反射は行われない
が、この場合は、周面を研磨することにより反射して、
全ての光を有効に利用する。
ド1の先端部と平凸レンズ20C全体を、反射筒22内
に挿嵌した光学系であってもよい。普通、レンズの周面
は梨地になっており、正常な光の屈折反射は行われない
が、この場合は、周面を研磨することにより反射して、
全ての光を有効に利用する。
【0037】同図(E)に示すように、上記ライトガイ
ド1と平凸レンズ20Dとの間に、内周面が研磨などの
鏡面加工された筒体である反射筒23と、この反射筒2
3の内部にガラス棒からなる補助レンズ24を挿嵌し
た、反射屈折素子25を介設してもよい。好ましくは、
平凸レンズ20Dの凸面部を可能な限り上記反射筒23
内に挿入して、光の漏れを防止するとよい。
ド1と平凸レンズ20Dとの間に、内周面が研磨などの
鏡面加工された筒体である反射筒23と、この反射筒2
3の内部にガラス棒からなる補助レンズ24を挿嵌し
た、反射屈折素子25を介設してもよい。好ましくは、
平凸レンズ20Dの凸面部を可能な限り上記反射筒23
内に挿入して、光の漏れを防止するとよい。
【0038】この場合、上記ライトガイド1から導かれ
る光を、全て漏れなく反射して有効利用をなし、平凸レ
ンズ20Dに導くことができるとともに、反射屈折素子
25がライトガイド1から導かれる光を反射屈折させな
がら平凸レンズ20Dに導くので、照明光量の増大化が
得られる。
る光を、全て漏れなく反射して有効利用をなし、平凸レ
ンズ20Dに導くことができるとともに、反射屈折素子
25がライトガイド1から導かれる光を反射屈折させな
がら平凸レンズ20Dに導くので、照明光量の増大化が
得られる。
【0039】図5(A)に示すように、反射屈折素子2
5Aを構成する反射筒23aは、その一端部側にライト
ガイド1の先端部を挿入させ、他端部に平凸レンズ20
Eを挿嵌し、これらライトガイド1と平凸レンズ20E
との間に補助レンズ24aを挿嵌するものであってもよ
い。
5Aを構成する反射筒23aは、その一端部側にライト
ガイド1の先端部を挿入させ、他端部に平凸レンズ20
Eを挿嵌し、これらライトガイド1と平凸レンズ20E
との間に補助レンズ24aを挿嵌するものであってもよ
い。
【0040】同図(B)は、同図(A)で説明した構造
の反射屈折素子25Aを用いた、照明系の配光特性を示
す。特に、図のRa,Rb部分の角度に対する照度が、
増大する顕著な変化が得られる。これに対して、先に図
10(A)で説明した、従来構造の平凹レンズ2を備え
た照明系における配光特性は、図11に示すようにな
る。互いの配光特性を比較すると、上記反射屈折素子2
5Aを用いた照明系の方が、配光特性の向上化が得られ
ることが分かる。図6ないし図8は、第3実施例を示
す。
の反射屈折素子25Aを用いた、照明系の配光特性を示
す。特に、図のRa,Rb部分の角度に対する照度が、
増大する顕著な変化が得られる。これに対して、先に図
10(A)で説明した、従来構造の平凹レンズ2を備え
た照明系における配光特性は、図11に示すようにな
る。互いの配光特性を比較すると、上記反射屈折素子2
5Aを用いた照明系の方が、配光特性の向上化が得られ
ることが分かる。図6ないし図8は、第3実施例を示
す。
【0041】すなわち、図6に示すライトガイド1A
は、その先端面である出射端面1aが、光を拡散する方
向に加工される。ここでは、出射面が連続的に、かつ凸
状に形成されている。
は、その先端面である出射端面1aが、光を拡散する方
向に加工される。ここでは、出射面が連続的に、かつ凸
状に形成されている。
【0042】光学素子については、従来と同様形態の平
凹レンズ2Aを用いるが、凹面2cの曲率半径は充分大
きくても支障がない。好ましくは、このレンズの凹面2
c内にライトガイド1Aの先端部を挿入できる構成とす
るとよい。
凹レンズ2Aを用いるが、凹面2cの曲率半径は充分大
きくても支障がない。好ましくは、このレンズの凹面2
c内にライトガイド1Aの先端部を挿入できる構成とす
るとよい。
【0043】上記ライトガイド1Aの出射端面1aを凸
状に形成することによって、個々の光学繊維にとって
は、先端面が斜めに傾斜した状態にカットされる。すな
わち、この傾斜端面に対応する角度に沿って、新たな光
軸が形成されることになる。
状に形成することによって、個々の光学繊維にとって
は、先端面が斜めに傾斜した状態にカットされる。すな
わち、この傾斜端面に対応する角度に沿って、新たな光
軸が形成されることになる。
【0044】特に、周辺部にいくにしたがって傾斜角度
が大になり、光の拡散方向の拡大が得られる。しかも、
光学繊維毎の光量は、どの位置にあっても同等であり、
平凹レンズ2A側での光量低下がない限り、効率のよい
広角配光が可能となる。
が大になり、光の拡散方向の拡大が得られる。しかも、
光学繊維毎の光量は、どの位置にあっても同等であり、
平凹レンズ2A側での光量低下がない限り、効率のよい
広角配光が可能となる。
【0045】このような構成によれば、同図(B)に示
すような、配光特性が得られる。ライトガイド1Aの出
射端面1aを凸状に形成したことから、光軸CLに対向
する中央部と、その近傍の配光を重視する条件で最適で
ある。
すような、配光特性が得られる。ライトガイド1Aの出
射端面1aを凸状に形成したことから、光軸CLに対向
する中央部と、その近傍の配光を重視する条件で最適で
ある。
【0046】これに対して、図12(A)に、従来のご
とき、出射端面を光軸CL方向に対して直交する方向に
形成したライトガイド1を備え、かつこのライトガイド
1直径と略同一の凹面直径を有する平凹レンズ2Aから
なる照明系が考えられる。
とき、出射端面を光軸CL方向に対して直交する方向に
形成したライトガイド1を備え、かつこのライトガイド
1直径と略同一の凹面直径を有する平凹レンズ2Aから
なる照明系が考えられる。
【0047】このような構成においての配光特性を、同
図(B)に示す。本発明の構成のライトガイド1Aの配
光特性と比較すると、全体的にムラが大きく、有効な照
明が得られないことが分かる。図7(A)に示すよう
に、出射端面1bが連続的に、かつ凹状に形成されたラ
イトガイド1Bを用いてもよい。
図(B)に示す。本発明の構成のライトガイド1Aの配
光特性と比較すると、全体的にムラが大きく、有効な照
明が得られないことが分かる。図7(A)に示すよう
に、出射端面1bが連続的に、かつ凹状に形成されたラ
イトガイド1Bを用いてもよい。
【0048】光学素子は、凹面の曲率半径を充分大きく
とった、同様の平凹レンズ2Aを用いる。好ましくは、
レンズ2Aの凹面部2c直径をライトガイド1A直径よ
りも大とするとよい。
とった、同様の平凹レンズ2Aを用いる。好ましくは、
レンズ2Aの凹面部2c直径をライトガイド1A直径よ
りも大とするとよい。
【0049】上記ライトガイド1Aから出射する光は、
凹面部2cによって光軸CL方向へ集光するよう導か
れ、さらにこの光を平凹レンズ2Aが拡散する。小型の
ライトガイドであって、広角の照明をなす。
凹面部2cによって光軸CL方向へ集光するよう導か
れ、さらにこの光を平凹レンズ2Aが拡散する。小型の
ライトガイドであって、広角の照明をなす。
【0050】同図(B)に示すような、配光特性が得ら
れる。特に、ライトガイド1Aの出射端面1bを凹状に
形成したことから、周辺部とその近傍の配光を重視する
条件で最適である。
れる。特に、ライトガイド1Aの出射端面1bを凹状に
形成したことから、周辺部とその近傍の配光を重視する
条件で最適である。
【0051】図8(A)は、ライトガイド1Cの出射端
面1cを、段階的な不連続の凹状面に形成してなる。こ
の場合においても、作用効果上は、先に説明した実施例
と全く同様である。
面1cを、段階的な不連続の凹状面に形成してなる。こ
の場合においても、作用効果上は、先に説明した実施例
と全く同様である。
【0052】同図(B)は、ライトガイド1Dの出射端
面1dにおいて、光軸CLと直交する方向の平坦面に形
成されるが、特に、光軸CLに対向する部分のみ、凹部
30を有する。
面1dにおいて、光軸CLと直交する方向の平坦面に形
成されるが、特に、光軸CLに対向する部分のみ、凹部
30を有する。
【0053】上記凹部30の底面が新たな出射端面とな
り、その周辺部の出射端面1dよりも後退した位置にあ
る。すなわち、凹部30から出た光は、平凹レンズ2C
に対して、後退した分だけ拡大した角度で入射する。特
に、光が集中する光軸CL部分での光の拡散に効果があ
る。
り、その周辺部の出射端面1dよりも後退した位置にあ
る。すなわち、凹部30から出た光は、平凹レンズ2C
に対して、後退した分だけ拡大した角度で入射する。特
に、光が集中する光軸CL部分での光の拡散に効果があ
る。
【0054】このように、図6ないし図8に示す第3実
施例においては、ライトガイド1Aないし1Dに対し
て、その先端出射面を光が拡散する方向に加工すること
で共通しているが、これらの端面加工にあたっては、以
下に述べる治具を用いると都合がよい。
施例においては、ライトガイド1Aないし1Dに対し
て、その先端出射面を光が拡散する方向に加工すること
で共通しているが、これらの端面加工にあたっては、以
下に述べる治具を用いると都合がよい。
【0055】図9に示すように、ライトガイド1Aない
し1Dの先端部を束ねて圧着保持することができ、しか
もライトガイド1Aないし1Dとともに、図中二点鎖線
で示すような、所望の形状に切削研磨される素材の材料
を用いた加工治具31が最適である。
し1Dの先端部を束ねて圧着保持することができ、しか
もライトガイド1Aないし1Dとともに、図中二点鎖線
で示すような、所望の形状に切削研磨される素材の材料
を用いた加工治具31が最適である。
【0056】
【発明の効果】以上述べたように第1の発明によれば、
光学素子を凹レンズとし、この凹レンズの凹面曲率を、
多重にしたから、凹レンズの曲率をこれ以上小さくする
ことなく、周辺部の光線密度を向上させるとともに高効
率の配光特性が得られる効果を奏する。
光学素子を凹レンズとし、この凹レンズの凹面曲率を、
多重にしたから、凹レンズの曲率をこれ以上小さくする
ことなく、周辺部の光線密度を向上させるとともに高効
率の配光特性が得られる効果を奏する。
【0057】第2の発明によれば、光学素子は、正のパ
ワーを持ち、その凸面をライトガイド先端部に対向して
配置される平凸レンズとしたから、曲率半径を大きくと
れ、周辺部における光量ロスが少ない、広角照明が得ら
れる効果を奏する。
ワーを持ち、その凸面をライトガイド先端部に対向して
配置される平凸レンズとしたから、曲率半径を大きくと
れ、周辺部における光量ロスが少ない、広角照明が得ら
れる効果を奏する。
【0058】第3の発明によれば、ライトガイドの先端
面である出射端面を、光を拡散する方向に加工したか
ら、光学素子を変えることなく、ライトガイドの出射端
面を変更することにより、ライトガイドの広角での出射
光量を増大させ、光学素子に対する広角配光を図る効果
を奏する。
面である出射端面を、光を拡散する方向に加工したか
ら、光学素子を変えることなく、ライトガイドの出射端
面を変更することにより、ライトガイドの広角での出射
光量を増大させ、光学素子に対する広角配光を図る効果
を奏する。
【図1】本発明の第1実施例を示す、内視鏡用拡散照明
光学系要部の縦断面図。
光学系要部の縦断面図。
【図2】同実施例の、主光線入線高さと、この高さに対
するエネルギ変化を表す光学特性図。
するエネルギ変化を表す光学特性図。
【図3】(A)ないし(D)は、互いに異なる構成の、
内視鏡用拡散照明光学系要部の縦断面図。
内視鏡用拡散照明光学系要部の縦断面図。
【図4】(A)ないし(E)は、本発明の第2実施例に
用いられる、互いに異なる構成の内視鏡用拡散照明光学
系要部の縦断面図。
用いられる、互いに異なる構成の内視鏡用拡散照明光学
系要部の縦断面図。
【図5】(A)は、さらに異なる構成の内視鏡用拡散照
明光学系要部の縦断面図。(B)は、その配光特性を表
す図。
明光学系要部の縦断面図。(B)は、その配光特性を表
す図。
【図6】(A)は、本発明の第3実施例に用いられる、
内視鏡用拡散照明光学系要部の縦断面図。(B)は、そ
の配光特性を表す図。
内視鏡用拡散照明光学系要部の縦断面図。(B)は、そ
の配光特性を表す図。
【図7】(A)は、さらに異なる構成の、内視鏡用拡散
照明光学系要部の縦断面図。(B)は、その配光特性を
表す図。
照明光学系要部の縦断面図。(B)は、その配光特性を
表す図。
【図8】(A),(B)は、さらに異なる構成の、内視
鏡用拡散照明光学系要部の縦断面図。
鏡用拡散照明光学系要部の縦断面図。
【図9】(A)は、同実施例のライトガイド加工治具の
縦断面図。(B)は、その正面図。
縦断面図。(B)は、その正面図。
【図10】(A)は、本発明の従来構成の、内視鏡用拡
散照明光学系要部の縦断面図。(B)は、平凹レンズに
おける主光線入射高さの基本的な説明をなす図。(C)
は、主光線入線高さと、この高さに対するエネルギ変化
を表す光学特性図。
散照明光学系要部の縦断面図。(B)は、平凹レンズに
おける主光線入射高さの基本的な説明をなす図。(C)
は、主光線入線高さと、この高さに対するエネルギ変化
を表す光学特性図。
【図11】従来構成の、内視鏡用拡散照明光学系の配光
特性図。
特性図。
【図12】(A)は、さらに異なる従来の、内視鏡用拡
散照明光学系要部の縦断面図。(B)は、その配光特性
図。
散照明光学系要部の縦断面図。(B)は、その配光特性
図。
1…ライトガイド、10…平凹レンズ、11…砂目部、
10D…グレーティングレンズ、20…平凸レンズ、2
3…反射筒、25…反射屈折素子、1A…(先端凸状
の)ライトガイド、1B…(先端凹状の)ライトガイ
ド、1C…(先端面不連続的加工の)ライトガイド。
10D…グレーティングレンズ、20…平凸レンズ、2
3…反射筒、25…反射屈折素子、1A…(先端凸状
の)ライトガイド、1B…(先端凹状の)ライトガイ
ド、1C…(先端面不連続的加工の)ライトガイド。
Claims (12)
- 【請求項1】光学繊維束であるライトガイドの先端部に
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、 上記光学素子は、凹レンズであって、この凹レンズの凹
面曲率を、多重にしたことを特徴とする内視鏡用拡散照
明光学系。 - 【請求項2】上記ライトガイドは、その直径が、凹レン
ズの凹面の有効直径よりも小さく形成されるとともに、
ライトガイドの先端部は、凹レンズの凹面内に挿入され
ることを特徴とする請求項1記載の内視鏡用拡散照明光
学系。 - 【請求項3】上記凹レンズは、その凹面中心部が砂目状
の拡散部に形成されることを特徴とする請求項1記載の
内視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項4】上記凹レンズは、多重焦点を備えたグレー
ティングレンズであることを特徴とする請求項1記載の
内視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項5】光学繊維束であるライトガイドの先端部に
近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を拡
散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光学
系において、 上記光学素子は、正のパワーを持ち、その凸面をライト
ガイド先端部に対向して配置される平凸レンズであるこ
とを特徴とする内視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項6】上記平凸レンズは、上記ライトガイドから
導かれる光の焦点位置を、レンズ中に存在するように、
凸面曲率を設定したことを特徴とする請求項5記載の内
視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項7】上記平凸レンズは、上記ライトガイドから
導かれる光の焦点位置を、被観察部位に最も近いレンズ
の光学面に位置するように、凸面曲率を設定したことを
特徴とする請求項5記載の内視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項8】上記ライトガイドと平凸レンズとの間に、
上記ライトガイドから導かれる光を反射して平凸レンズ
に導く、反射筒を介設したことを特徴とする請求項5記
載の内視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項9】上記ライトガイドと平凸レンズとの間に、
上記ライトガイドから導かれる光を反射屈折させながら
平凸レンズに導く、反射屈折素子を介設したことを特徴
とする請求項5記載の内視鏡用拡散照明光学系。 - 【請求項10】光学繊維束であるライトガイドの先端部
に近接して設けられ、上記ライトガイドに導かれる光を
拡散して照明する光学素子を備えた内視鏡用拡散照明光
学系において、 上記ライトガイドは、その先端面である出射端面が光を
拡散する方向に加工されることを特徴とする内視鏡用拡
散照明光学系。 - 【請求項11】上記ライトガイドの出射端面は、連続的
に加工されることを特徴とする請求項10記載の内視鏡
用拡散照明光学系。 - 【請求項12】上記ライトガイドの出射端面は、不連続
的に加工されることを特徴とする請求項10記載の内視
鏡用拡散照明光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5058771A JPH06273678A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 内視鏡用拡散照明光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5058771A JPH06273678A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 内視鏡用拡散照明光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06273678A true JPH06273678A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13093818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5058771A Pending JPH06273678A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 内視鏡用拡散照明光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06273678A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09299326A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用照明系 |
JP2010243506A (ja) * | 2004-05-18 | 2010-10-28 | Ccs Inc | 光照射装置及び光伝達素子 |
WO2015015996A1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡用照明光学系 |
JP2020130187A (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-31 | 富士フイルム株式会社 | 照明光学装置、内視鏡 |
WO2022246980A1 (zh) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | 南京微纳科技研究院有限公司 | 内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5797509A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Olympus Optical Co Ltd | Lighting system for endoscope |
JPH04249210A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-09-04 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡照明光学系 |
JPH04326318A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡 |
JPH05157967A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-06-25 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡照明光学系 |
-
1993
- 1993-03-18 JP JP5058771A patent/JPH06273678A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (6)
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WO2022246980A1 (zh) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | 南京微纳科技研究院有限公司 | 内窥镜照明系统及其透镜、内窥镜设备 |
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