JPH08125892A - 対物照明付ccdビデオスコープ - Google Patents
対物照明付ccdビデオスコープInfo
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- JPH08125892A JPH08125892A JP6255348A JP25534894A JPH08125892A JP H08125892 A JPH08125892 A JP H08125892A JP 6255348 A JP6255348 A JP 6255348A JP 25534894 A JP25534894 A JP 25534894A JP H08125892 A JPH08125892 A JP H08125892A
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- H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
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Abstract
集光し、且つ、精度よくハーフミラーに照射して、エネ
ルギーロスの少ない明るい対物照明光が得られるように
することを目的としている。 【構成】 CCD素子2に光像を入射させる撮像光学系
4を備えたカメラヘッド1内に、撮像光学系4の光軸X
に対して照明光を同軸的に屈折させるハーフミラー5が
配設されると共に、ハーフミラー5と対向するように照
明用光源6が配設され、ハーフミラー5と照明用光源6
の間に、直径250μm以下の光ファイバ素線を多数本
束ね、且つ、その長さが光ファイバ素線の直径の10倍
以上の長さに選定されたバンドルファイバ7が介装さ
れ、照明用光源6は、集光レンズ付発光ダイオード又は
集光レンズ付フィラメントランプから成り、その照明光
の出射角が、バンドルファイバ7を構成する光ファイバ
素線の最大光入射角以下に選定されていることを特徴と
する。
Description
して被写体に照明光を照射できる対物照明付CCDビデ
オスコープに関する。
コープを示す断面図であって、CCD素子21に光像を
入射させる撮像光学系22を備えたカメラヘッド23内
に、当該撮像光学系22の光軸Xに対して照明光を同軸
的に屈折させるハーフミラー24が配設されると共に、
当該ハーフミラー24と対向するように撮像光学系22
の光軸Xからずれた位置に照明用光源として白熱ランプ
25が配設されて成る。
れた照明光がハーフミラー24で反射され、撮像光学系
22の光軸Xに対して同軸的に屈折して被写体に対して
照射され、照明光が照射された被写体の光像が、撮像光
学系22を介してCCD素子21で撮像される。
ンプ25は集光効率が低いので、その光を有効に利用す
ることができず、十分な対物照明を得るために必要以上
の明るさのものを用いなければなならず、エネルギーロ
スが大きいという問題があった。このため、集光レンズ
を用いることも行なわれているが、製造上精度が悪いの
で、主光線をハーフミラー24にスポット的に照射する
ことができない。光散乱板を設ければ光の一部は必ずハ
ーフミラー24の適切なスポットに照射されることにな
るが、光拡散のため光の利用効率がさらに低下する。
5に替えて、外部に設けた光源31に接続されたバンド
ルファイバ32の先端をハーフミラー24に対向して取
り付ければ、バンドルファイバ32から出力された光は
指向性が高いので,照明光をハーフミラー24に対して
精度よく照射することができるが、重くて剛性の高いバ
ンドルファイバ32をカメラヘッド23に接続すること
により、カメラヘッド23の使い勝手が悪くなるという
問題があった。そこで、本発明は、カメラヘッドに内蔵
した光源の光を効率よく集光し、且つ、精度よくハーフ
ミラーに照射して、エネルギーロスの少ない明るい対物
照明光が得られるようにすることを技術的課題としてい
る。
に、本発明は、CCD素子に光像を入射させる撮像光学
系を備えたカメラヘッド内に、当該撮像光学系の光軸に
対して照明光を同軸的に屈折させるハーフミラーが配設
されると共に、当該ハーフミラーと対向するように撮像
光学系の光軸からずれた位置に照明用光源が配設されて
成る対物照明付CCDビデオスコープにおいて、前記ハ
ーフミラーと照明用光源の間に、直径250μm以下の
光ファイバ素線を多数本束ね、且つ、その長さが光ファ
イバ素線の直径の10倍以上の長さに選定されたバンド
ルファイバが介装され、前記照明用光源は、集光レンズ
付発光ダイオード又は集光レンズ付フィラメントランプ
から成り、その照明光の出射角が、バンドルファイバを
構成する光ファイバ素線の最大光入射角以下に選定され
ていることを特徴とする。
間にバンドルファイバが介装されており、このバンドル
ファイバは、直径250μm以下の光ファイバ素線を束
ねて、その直径の10倍以上の長さに形成してあるの
で、入射された光線の光モードがミキシング分散され、
光の入射角に拘らず、光ファイバの性質に従った一定出
射角で光スポットを出射する。しかも、前記照明用光源
は、その照明光の出射角が、バンドルファイバを構成す
る光ファイバ素線の最大光入射角以下に選定されている
ので、その光が効率良く集光され、エネルギーロスが少
ない。
具体的に説明する。図1は本発明に係る対物照明付CC
Dビデオスコープを示す断面図である。
像部3Aと、当該撮像部3Aに着脱可能に装着される光
学ヘッド3Bとからなるカメラヘッドであって、光学ヘ
ッド3B内には、CCD素子2に光像を入射させる撮像
光学系4が内蔵されると共に、撮像光学系4の光軸Xに
対して照明光を同軸的に屈折させるハーフミラー5が配
設され、さらに、ハーフミラー5と対向するように撮像
光学系4の光軸Xからずれた位置に照明用光源6が配設
されている。撮像光学系4は被写体を所望倍率に拡大で
きるレンズ群からなり、夫々倍率の異なる撮像光学系4
を有する光学ヘッド3Bを複数種類用意しておけば、光
学ヘッド3Bを交換するだけで倍率を変更できる。
性が60度以下の集光レンズ付発光ダイオード又は集光
レンズ付フィラメントランプから成り、この光源6とハ
ーフミラー5との間に、直径250μm以下、より好適
には100μm以下の光ファイバ素線を多数本束ね、且
つ、その長さが光ファイバ素線の直径の10倍以上の長
さに選定されたバンドルファイバ7が金属製又はプラス
チック製の口金8内に収納された状態で介装されてい
る。
プラスチック製,石英ガラス製の光ファイバ素線を多数
本束ねて、その全体又は両端を接着剤で接着し又は熱融
着したいわゆるコンジット形状のものが使用されてい
る。特に本例では、多成分ガラス製で直径50μmの光
ファイバ素線をエポキシ系接着剤で接着し、内径4m
m,長さ6mmの口金8に収納されている。
射角が20〜60度であるので、例えば最大入射角60
度の光ファイバ素線でバンドルファイバ7を構成した場
合に、照明用光源6は、その指向特性が、光ファイバ素
線の最大光入射角以下の角度(例えば本例では20度)
のものが採用され、1.8Vの電圧で点灯される。
の作用について説明する。まず、照明用光源6を点灯さ
せてカメラ本体1の撮像光学系4の光軸を被写体に向け
ると、照明光はバンドルファイバ7を介してハーフミラ
ー4で反射され、撮像光学系4の光軸Xに対して同軸的
に屈折されて、当該光軸Xに沿って被写体に照明光が照
射され、被写体の光像は、撮像光学系4の光軸Xを介し
てハーフミラー5を透過しCCD素子2に入射される。
ズ付発光ダイオードが用いられているので消費電力が少
ない。また、照明用光源6はカメラヘッド1内に配設さ
れているので、カメラヘッド1には電気コード(図示せ
ず)を接続すれば足り、外部照明を導くためのバンドル
ファイバを接続する必要はなく、使い勝手が悪くなるこ
ともない。
バンドルファイバ7の最大光入射角以下である60度以
下に選定されており、バンドルファイバ7は、直径25
0μm以下の光ファイバ素線を束ねて、その直径の10
倍以上の長さに選定されているので、照明用光源6から
バンドルファイバ7の端面に入射された光は、バンドル
ファイバ7内で光モードがミキシング分散され、光の入
射角に拘らず一定出射角の光スポットとしてハーフミラ
ー4に出射される。
れた光は拡散されることなく、無駄なく照明光として有
効利用されることとなり、エネルギーロスが少なく、小
型の光源で十分な明るさの対物照明を得ることができ
る。なお、照明用光源6として、集光レンズ付発光ダイ
オードに替えて集光レンズ付フィラメントランプを使用
したり、ハーフミラー5としてプリズムを用いてもよ
い。
ーフミラーと照明用光源の間に光の入射角に拘らず一定
出射角で光スポットを出射するバンドルファイバが介装
されており、しかも、照明用光源は、その照明光の出射
角が、バンドルファイバを構成する光ファイバ素線の最
大光入射角以下に選定されているので、その光が効率良
く集光されエネルギーロスが少なく、明るい対物照明光
を得ることができるという大変優れた効果を有する。
プを示す断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 CCD素子(2)に光像を入射させる撮
像光学系(4)を備えたカメラヘッド(1)内に、当該
撮像光学系(4)の光軸(X)に対して照明光を同軸的
に屈折させるハーフミラー(5)が配設されると共に、
当該ハーフミラー(5)と対向するように撮像光学系
(4)の光軸(X)からずれた位置に照明用光源(6)
が配設されて成る対物照明付CCDビデオスコープにお
いて、 前記ハーフミラー(5)と照明用光源(6)の間に、直
径250μm以下の光ファイバ素線を多数本束ね、且
つ、その長さが光ファイバ素線の直径の10倍以上の長
さに選定されたバンドルファイバ(7)が介装され、 前記照明用光源(6)は、集光レンズ付発光ダイオード
又は集光レンズ付フィラメントランプから成り、その照
明光の出射角が、バンドルファイバ(7)を構成する光
ファイバ素線の最大光入射角以下に選定されていること
を特徴とする対物照明付CCDビデオスコープ。 - 【請求項2】 前記カメラヘッド(1)が、CCD素子
(2)を内蔵した撮像部(3A)と、当該撮像部(3A)に
着脱可能に装着される光学ヘッド(3B)とからなり、当
該光学ヘッド(3B)に撮像光学系(4),ハーフミラー
(5),照明光源(6)及びバンドルファイバ(7)が
配設されてなる請求項1記載の対物照明付CCDビデオ
スコープ。
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