JPH09299326A - 内視鏡用照明系 - Google Patents
内視鏡用照明系Info
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- JPH09299326A JPH09299326A JP8123696A JP12369696A JPH09299326A JP H09299326 A JPH09299326 A JP H09299326A JP 8123696 A JP8123696 A JP 8123696A JP 12369696 A JP12369696 A JP 12369696A JP H09299326 A JPH09299326 A JP H09299326A
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Abstract
内視鏡の対物光学系に対して、元の配光特性を大きく変
えることなく比較的簡単な構成で照明効率の優れた照明
系を構成する。 【解決手段】 内視鏡用の照明系は、ライトガイドファ
イバ1と、このライトガイドファイバ1の出射端部に近
接して配置された正の屈折力を持った3枚のレンズから
なる照明光学系2とを有して構成されている。照明光学
系2において、第1レンズ2aは、入射端面において観
察範囲の対辺方向に対しては中心部よりも周辺部がより
大きな正の屈折力を持つように、光軸を中心として、中
心部は軸対称な屈折作用を有するように平面が形成さ
れ、観察範囲の対辺方向に対して周辺部はより大きな正
の屈折力を持つような非球面部3が形成されている。
Description
分野等で用いられる内視鏡用の照明系に関する。
て内視鏡が広く使用されている。内視鏡は、一般に体腔
内や管腔内などの光が当たらない狭い部位を観察するた
め、観察部位へ照明光を導くための照明系が設けられて
いる。
イバを設けて被写体像を手元側の接眼部まで伝達するフ
ァイバスコープに代わって、挿入部先端部に電子撮像装
置を設けて被写体像を撮像し電気的な画像信号を得るビ
デオスコープが用いられることが多くなった。ビデオス
コープを用いた内視鏡装置では、被検部位の画像をモニ
タに表示して大勢で観察、診断を行うことができる。ま
た、ビデオスコープによる観察は、視認性が良く、観察
者が疲れにくいという利点もある。
あるが、ビデオスコープでは、撮像装置に四角形の撮像
エリアを持つCCD等の固体撮像素子を用いることが多
いため、ファイバスコープと同様に観察画像の表示形状
を円形とすると、固体撮像素子の四角形の撮像エリアに
内接する円形領域しか使うことができないので、使用さ
れない無駄な画素数が多くなってしまう。このため、固
体撮像素子の撮像エリアを有効に利用しようとすると、
ビデオスコープにおけるモニタ上の観察画像の表示形状
は円形ではなく四角形に近いものとなる。
的に示したものである。内視鏡に設けられる対物光学系
51は、広範囲を観察するために画角が大きく(例えば
画角120゜、140゜など)なっており、このような
広角の光学系では大きな樽型のディストーション(歪曲
収差)が発生する。従って、内視鏡の対物光学系におい
て、像面である固体撮像素子の撮像面52を基準に見る
と、四角形(図では四隅を面取りした形状としている)
の撮像エリア55に対応する被写体面53上での観察領
域の形状は前記対物光学系51のディストーションによ
って破線で示すような大きな糸巻き型(X形状)の観察
範囲54となる。
内視鏡における観察領域と照明領域との関係を示す。内
視鏡挿入部61の先端に設けられた対物光学系62によ
る観察領域は、前述したように固体撮像素子の四角形の
撮像エリアに対して被写体面53上で糸巻き型の観察範
囲54となっている。一方、内視鏡の照明光学系63
は、通常は円形状の領域を照明するように構成されてお
り、照明光の形状は被写体面53上で円形の照明範囲5
7となっている。
の全体をカバーし、観察範囲54の外形より大きな領域
を照明するように設定されるため、図23において斜線
部分の光量が無駄になる。
イトガイドファイバ58の前方には、第1レンズ59
a,第2レンズ59b,第3レンズ59cの正の屈折力
を持った3枚のレンズからなる照明光学系59が配設さ
れており、ライトガイドファイバ58により伝達された
照明光は第3レンズ59cの先端面より前方の被写体へ
と出射されるようになっている。この構成では、第1レ
ンズ59aの入射面及び第3レンズ59cの出射面は平
面となっているため、周辺部の光線は図のように外側に
大きく曲げられ、大きな配光角度特性に寄与する傾向に
ある。
解像度化の要求に合わせて、そのサイズ及び画素ピッチ
が年々小型化されてきており、これに対応する対物光学
系は、画素の小型化によって被写界深度が不足するた
め、対物レンズのFナンバーを大きく(明るさ絞りを絞
る)して被写界深度を確保する必要がある。このため、
対物光学系が暗くなり、従来の仕様のままでは対物光学
系と照明系とを合わせた観察系トータルの明るさが不足
するという問題点がある。
向上を図るため、固体撮像素子の小型化に合わせて挿入
部をできるだけ細径化したいという要求がある。前記明
るさ不足を解消するために、照明光学系を大きくしてラ
イトガイドファイバの本数を増やせば照明光量を増やす
ことができるが、内視鏡挿入部が太くなってしまう問題
点が生じる。
なく、観察系の明るさを十分確保するには、照明光学系
の配光特性を考慮し、観察範囲の形状に合わせて最適化
する必要がある。
て、特公平6−44107号公報、特公平7−1044
92号公報、特公平7−104494号公報等に開示さ
れているものがある。
囲の形状に合わせて照明範囲の形状を変えるように、観
察範囲の対角方向と対辺方向とで異なる屈折作用を有す
るいわゆるアナモルフィックレンズを用いた照明光学系
が示されている。しかしこの構成では、対角方向と対辺
方向とでレンズの曲率を変えているために、配光分布に
ついては、特に示されてはいないが、軸対称な場合と比
較してかなり変わってしまう。また、この公報に示され
ている球面の光学系の構成では、所望の配光特性を得る
ように光線の屈折作用を任意に変えることは困難であ
る。
7−104494号公報では、レンズ周辺部で生じる光
量損失を低減するために、非球面レンズを用いてライト
ガイド周辺部から出射される光線を光軸方向に曲げるよ
うにした照明光学系が示されている。しかしこの構成で
は、レンズ系が軸対称形であるため、照明範囲は円形で
あり、やはり観察範囲の対辺方向では観察範囲外に照射
される光量が多く、対辺方向の光量損失が大きくなる。
また、対辺方向の光量損失を小さくしようとすると、今
度は対角方向に照射される光量が減少してしまう。
成では、対角方向及び対辺方向でレンズの屈折作用が異
なる非球面のアナモルフィックレンズが用いられている
が、両方向とも全く形状が異なっている。このため、配
光分布は、特に示されてはいないがやはり特公平6−4
4107号公報と同様にかなり変わってしまうし、必ず
しも照明範囲の形状を観察範囲の形状に合わせるように
はなっていない。
鏡の対物光学系のような糸巻き型の観察範囲を円形の照
明範囲でカバーする場合は、観察範囲の全体をカバーす
るように観察範囲の外形より大きな領域を照明するよう
に照明範囲をとらなければならないため、光量の無駄が
多くなる。最近では固体撮像素子の画素の小型化に伴っ
て対物光学系が暗くなる傾向にあるが、照明光量を増加
させるためには、従来の構成ではライトガイドファイバ
の本数を増やすなど照明光学系を大きくする必要がある
ので内視鏡挿入部が太径化してしまう。一方、内視鏡挿
入部の細径化を図るためにライトガイドファイバの本数
を増やさない状態では、対物光学系と照明系とを合わせ
た観察系トータルの明るさを十分確保するのが困難とな
る。
もので、例えばビデオスコープのような被写体面上で略
円形以外の観察範囲を持った内視鏡の対物光学系に対し
て、元の配光特性を大きく変えることなく、比較的簡単
な構成で照明効率の優れた内視鏡用照明系を提供するこ
とを目的としている。
明系は、光源からの出射光を入射端部において受光し、
他端へと導く光伝導体と、前記光伝導体および該光伝導
体からの光放射端部に近接して配置されて、該光伝導体
からの光を被写体に照射する照明光学系とからなる内視
鏡用照明系において、前記照明光学系は、光軸を中心と
して、軸対称な屈折作用を有する中心部と方向によって
異なる屈折作用を有する周辺部とを有する光学素子から
構成されるものである。
施の形態を説明する。図1ないし図3は本発明の第1の
実施形態に係り、図1は本実施形態の照明系の概要を示
す作用説明図、図2は照明系の構成及びこれを通過する
光線を示す光軸方向Y−Z平面の断面図、図3はモニタ
上の表示画面の形状と観察範囲の形状との関係を示す説
明図である。
先端まで導く光伝導体として、端面が円形に成形された
ライトガイドファイバを用いる場合の構成例を示す。な
お、本実施形態においては、照明系の光軸をZ軸として
出射方向を正方向とし、このZ軸に垂直な軸として照明
系の径方向について、対物光学系の観察範囲に対応する
一方の対辺方向をX軸、このX軸と直交する他方の対辺
方向をY軸とし、これらの3軸の直交座標系によって照
明系の構成を説明する。
うに、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近接
して、第1レンズ(平凸ロッドレンズの平面の周辺部の
一部が非球面のもの)2a,第2レンズ(凸レンズ)2
b,第3レンズ(平凸レンズ)2cの正の屈折力を持っ
た3枚のレンズからなる照明光学系2が配設されて構成
されている。
2とは、接着もしくは密着して配置されるか、または適
度な間隔をあけて配置されている。
範囲の対辺方向(X軸方向及びY軸方向)に対しては中
心部よりも周辺部がより大きな正の屈折力を持つように
構成されている。具体的には、第1レンズ2aの入射端
面は、光軸を中心として、中心部は軸対称な屈折作用を
有するように平面が形成され、観察範囲の対辺方向に対
して周辺部はより大きな正の屈折力を持つような非球面
部3が形成されている。
照明光の周辺部の光線は大きく曲げられ、第3レンズ2
cから出射される照明光は、出射角度としては小さくな
り、対辺方向に関して周辺部の光線が中心部側へ向けら
れる。
を観察できるように画角が大きいため、樽型のディスト
ーションが発生する。よって、モニタ上の表示画面(固
体撮像素子の撮像領域)の形状に対応する被写体面上で
の観察範囲の形状は、図3に示すように、例えば方形の
表示画面に対して、観察範囲は対辺方向に関して中心側
に狭まるように歪み、糸巻き型となる。すなわち、図3
(a)〜(f)の左側に示す表示画面に対して右側に示
すような糸巻き型に歪んだ観察範囲となる。
には、被写体面上での実際の観察範囲に合わせて効率よ
く照明することが必要となる。すなわち、観察範囲以外
に照明される光量を観察範囲内に分布させるような作用
を持った照明光学系が必要である。そこで、本実施形態
の照明光学系は、前記のような糸巻き型の観察範囲に対
応して、観察範囲の対辺方向に対して周辺部に正の屈折
力を持つような非球面部をレンズの少なくとも一面に設
けることにより、前記観察範囲をカバーする略糸巻き型
の照明範囲を形成する。この構成は、観察範囲の形状が
円形でなく正方形、長方形、方形の四隅を面取りした八
角形などの略方形状となっている固体撮像装置を用いた
ビデオスコープにおいて特に有効である。
示す。内視鏡挿入部4の先端の照明窓5から出射される
照明光の被写体面6上での照明範囲7は、対辺方向に関
して周辺部が中心部側へ移動して狭くなった略糸巻き型
となる。この照明範囲7は、観察窓8内に配設された対
物光学系の被写体面6上での糸巻き型の観察範囲9に対
応した形状であり、観察範囲9をカバーし、かつ不要な
領域を照射しないので光量に無駄がなく、観察範囲の形
状に合わせて最適化されている。従って、従来の照明光
学系と同じ照明光量であっても、観察範囲9内の照明効
率が向上するため、観察系トータルの明るさが向上す
る。逆に、観察系トータルの明るさを同等とするような
場合は、同じ照明光量でもライトガイドファイバの本数
を少なくできるため、その分内視鏡挿入部の細径化が可
能となる。
部は軸対称な特性であり、対辺方向の周辺部においての
み屈折力を変化させているため、中心部は非球面部によ
る配光特性の変化がなく、全体の配光分布にあまり影響
を与えることはない。
系のレンズの少なくとも一面に観察範囲の対辺方向に対
して周辺部に正の屈折力を持つような非球面部を設ける
ことにより、特に対辺方向の周辺部の光を観察範囲内に
分布させることができるので、全体の配光特性を大きく
変えることなく、実際の観察範囲(表示画面の範囲)に
合わせて効率よく照明することができ、内視鏡挿入部を
細径化しつつ観察系トータルの明るさを向上させること
ができる。
係り、図4は照明系の構成を示す光軸方向Y−Z平面の
断面図、図5は照明光学系における第1レンズの形状を
示す斜視図である。
において、第1の実施形態の非球面部の代わりに平面的
に面取りして形成された傾斜した平面部を設けた構成例
である。ここでは第1の実施形態と異なる部分について
のみ説明する。
うに、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近接
して、第1レンズ12a,第2レンズ12b,第3レン
ズ12cの正の屈折力を持った3枚のレンズからなる照
明光学系12が配設されて構成されている。第1レンズ
12aの入射端面は、図4及び図5に示すように、観察
範囲の対辺方向(X軸方向及びY軸方向)に対して中心
部は平面であり、対辺方向の周辺部は中心部よりも大き
な正の屈折力を持つように平面的に斜めにカットされた
平面部13が形成されている。
対辺方向の周辺部に傾斜した平面部13を設けることに
より、第1の実施形態と同様の作用効果が得られる。
に係り、図6は照明系の構成を示す光軸方向Y−Z平面
の断面図、図7は照明光学系における第3レンズの形状
を示す斜視図、図8は照明系を通過する光線を示す光軸
方向Y−Z平面の断面図である。
側でなく出射端面側に第1の実施形態と同様の非球面部
を設けた例である。ここでは第1の実施形態と異なる部
分についてのみ説明する。
うに、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近接
して、第1レンズ14a,第2レンズ14b,第3レン
ズ14cの正の屈折力を持った3枚のレンズからなる照
明光学系14が配設されて構成されている。第3レンズ
14cは、出射端面において、図6及び図7に示すよう
に、観察範囲の対辺方向(X軸方向及びY軸方向)に対
して中心部は平面であり、対辺方向の周辺部は中心部よ
りも大きな正の屈折力を持つように非球面部15が形成
されている。
に対辺方向の周辺部から出射する照明光の光線は大きく
曲げられなくなるため、周辺部の照明光は全反射しなく
なり、光量損失が減少する。
対辺方向の周辺部に非球面部15を設けることにより、
第1の実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、
本実施形態の構成では、照明光の出射角度も小さくな
り、より観察範囲内に照明光が集まってくるため、照明
効率及び明るさをより向上させることができる。
に係り、図9は照明系の構成を示す光軸方向Y−Z平面
の断面図、図10は照明光学系における第3レンズの形
状を示す斜視図である。
出射端面側に、第2の実施形態と同様の平面部を設けた
例である。ここでは第3の実施形態と異なる部分につい
てのみ説明する。
うに、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近接
して、第1レンズ16a,第2レンズ16b,第3レン
ズ16cの正の屈折力を持った3枚のレンズからなる照
明光学系16が配設されて構成されている。第3レンズ
16cの出射端面は、図9及び図10に示すように、観
察範囲の対辺方向(X軸方向及びY軸方向)に対して中
心部は平面であり、対辺方向の周辺部は中心部よりも大
きな正の屈折力を持つように平面的に斜めにカットされ
た平面部17が形成されている。
対辺方向の周辺部に傾斜した平面部17を設けることに
より、第3の実施形態と同様の作用効果が得られる。
形態に係り、図11はモニタ上の表示画面の形状を示す
説明図、図12は照明系の構成を示す光軸方向X−Z平
面及びY−Z平面の断面図、図13は照明光学系におけ
る第3レンズの形状を示す斜視図である。
被写体面上での観察範囲及びモニタ上の表示画面の形状
を対辺がほぼ等しい正方形とした場合を例示したが、第
5の実施形態は、観察範囲の形状を対辺が等しくない横
長の長方形状とした場合の構成例を示したものである。
範囲18が横長の長方形状の場合は、対辺方向の縦方向
(Y軸方向)及び横方向(X軸方向)のそれぞれで周辺
部の屈折力を変える必要がある。
ように、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近
接して、第1レンズ19a,第2レンズ19b,第3レ
ンズ19cの正の屈折力を持った3枚のレンズからなる
照明光学系19が配設されて構成されている。第1レン
ズ19aは、入射端面において、図12及び図13に示
すように、観察範囲の対辺方向(X軸方向及びY軸方
向)に対して中心部は平面であり、対辺方向の周辺部は
中心部よりも大きな正の屈折力を持つようにそれぞれ異
なる屈折力を有する非球面部20a,20bが形成され
ている。
には、横方向の非球面部20aは縦方向の非球面部20
bに比べて屈折力を弱くすることにより、観察範囲の形
状に合わせて効率よく照明することができる。なお、観
察範囲が縦長の場合には、これとは逆に縦方向の非球面
部20bの屈折力を弱くすればよい。このように、観察
範囲の形状の縦と横の比率に応じて、周辺部の屈折力を
変えることにより、観察範囲に合った照明範囲の形状を
得ることができる。
射端面など他の面に非球面部を設ける場合でも、同様に
構成すれば良い。また、非球面部の代わりに前述した実
施形態と同様に傾斜した平面部を設けても良い。
態に係り、図14は照明系の構成を示す光軸方向Y−Z
平面の断面図、図15は従来の負の屈折力を持つ照明光
学系の構成を示す説明図である。
照明光学系を正の屈折力を持つレンズ系で構成した例を
示したが、以下の第6および第7の実施形態では、照明
光学系を負の屈折力を持つレンズ系で構成した例を示
す。
ように、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近
接して、負の屈折力を持ったレンズ(平凹型のレンズの
凹面の周辺部の一部が非球面のもの)21aを有してな
る照明光学系21が配設されて構成されている。このレ
ンズ21aの入射端面は、観察範囲の対辺方向(X軸方
向及びY軸方向)に対して周辺部は中心部よりも小さな
負の屈折力を持つように非球面部22が形成されてい
る。
は、図15に示すように、周辺部の光線ほど外側に大き
く曲げられ、大きな配光角度特性に寄与する傾向にあ
る。そこで本実施形態では、観察範囲の対辺方向に対し
ては周辺部で光線をあまり曲げないように、すなわち対
辺方向の周辺部でレンズの屈折力を小さくするように、
凹面の周辺部に非球面部22を設けている。なお、非球
面部の代わりに前述した実施形態と同様に傾斜した平面
部を設けても良い。
おいても、入射端面における対辺方向の凹面の周辺部に
非球面部22を設けることにより、第1の実施形態と同
様の作用効果が得られる。
明系の構成を示す光軸方向Y−Z平面の断面図である。
側でなく出射端面側に第6の実施形態と同様の非球面部
を設けた例である。ここでは第6の実施形態と異なる部
分についてのみ説明する。
ように、ライトガイドファイバ1の円形端面の前方に近
接して、負の屈折力を持ったレンズ23aを有してなる
照明光学系23が配設されて構成されている。このレン
ズ23aの出射端面は、観察範囲の対辺方向(X軸方向
及びY軸方向)に対して中心部は平面であり、対辺方向
の周辺部は中心部よりも小さな負の屈折力を持つように
非球面部24が形成されている。
部から出射する照明光の光線は大きく曲げられなくなる
ため、周辺部の照明光の全反射が少なくなり、光量損失
が減少する。なお、非球面部の代わりに前述した実施形
態と同様に傾斜した平面部を設けても良い。
おいても、出射端面における対辺方向の周辺部に非球面
部24を設けることにより、第1の実施形態と同様の作
用効果が得られる。さらに、本実施形態の構成では、照
明光の出射角度も小さくなり、より観察範囲内に照明光
が集まってくるため、照明効率及び明るさをより向上さ
せることができる。
形に成形されたライトガイドを用いる場合の構成例を示
したが、楕円などのいびつな形の場合であっても第5の
実施形態のように観察範囲の対辺方向の縦方向及び横方
向の周辺部でそれぞれ屈折力を変えるようにすれば同様
の作用効果が得られる。具体的には、端面が横長のライ
トガイドであれば、正の屈折力を持つ照明光学系の場
合、対辺方向の縦方向よりも横方向の屈折力を周辺部で
大きくすれば良い。
に、中心部よりも大きな正の屈折力を持たせる周辺部の
領域は、例えば図17(a)〜(h)の斜線部のよう
に、被写体面上での観察範囲及びモニタ上の表示画面の
形状に類似させた形状(照明光学系の光軸方向から観察
した場合のもの)に対して作用させれば良く、中心側の
平面部は必ずしも正方形や長方形である必要はない。図
17において、円などの外形はライトガイド及び照明光
学系の外形状を、斜線部は周辺部に設ける非球面部また
は平面部の領域をそれぞれ示している。ただし、照明光
学系の外形状は、ライトガイドよりも大きければよいの
で、必ずしもライトガイドの外形状と一致しなくてもよ
い。
形態に対応した構成であり、中心側の平面部の形状が正
方形となっている。(b)は周辺部の非球面部または平
面部を小さめに形成した例であり、中心側の平面部の形
状が正方形の四隅を面取りした八角形となっている。
(c)は周辺部の非球面部または平面部を対辺方向に大
きめに形成した例であり、中心側の平面部の形状が糸巻
き型となっている。(d)は対辺方向の一つだけに非球
面部または平面部を設け、中心側の平面部の形状をD字
形状としたDカット型の例である。(e)は縦方向と横
方向の内、一方の対辺方向(縦方向)の周辺部のみをカ
ットして中心側の平面部の形状を略糸巻き型とした例で
ある。(f)は縦方向と横方向の内、一方の対辺方向
(縦方向)の周辺部のみを直線的にカットして中心側の
平面部の形状を小判型とした例である。
は、前述したように必ずしも円形である必要はなく、略
円形、長円形や楕円形、六角形や八角形等の多角形など
に形成されたものを用いても良い。図17の(g)は、
照明光学系及びライトガイドの外形状が楕円形の場合の
例であり、対辺方向の周辺部に非球面部または平面部が
設けられ、第5の実施形態と同様に中心側の平面部の形
状が横長の長方形となっている。(h)は照明光学系及
びライトガイドの外形状が正方形の四隅を面取りした八
角形の場合の例であり、対辺方向の周辺部に非球面部ま
たは平面部が設けられ、中心側の平面部の形状が正方形
となっている。このように照明光学系及びライトガイド
の端面形状と被写体面上での観察範囲及びモニタ上の表
示画面の形状との双方を考慮して、対辺方向の周辺部の
屈折力を決定し、非球面部または平面部を形成すれば良
い。
系の入射端面及び出射端面を平面としているが、曲率を
持っていても良い。また、中心部と周辺部での面形状変
化は、非球面部を設ける場合のように連続的であっても
良いし、平面部を設ける場合のように不連続となるよう
構成しても構わない。
面部または平面部は、照明光学系の入射端面及び出射端
面以外の箇所に設けても良いし、上記実施形態で示した
面形状を一つの照明光学系に対して複数組み合わせて構
成しても良い。また、同一面の異なる対辺方向で非球面
部と平面部とを混在させても構わない。
イバ等の光伝導体の先端部に設けられた照明光学系の構
成について述べたが、光伝導体において同様の構成を適
用しても同様の作用、効果が実現できる。
ドファイバに前記実施形態の構成を適用した構成例を示
す。
態に係り、図18は照明系の構成を示す光軸方向Y−Z
平面の断面図、図19は光伝導体における出射端面の形
状を示す斜視図である。
ように、内視鏡挿入部内に光伝導体としてライトガイド
ファイバ25が設けられ、このライトガイドファイバ2
5の出射端面の前方に近接して、第1レンズ(平凸ロッ
ドレンズ)27a,第2レンズ(凸レンズ)27b,第
3レンズ(平凸レンズ)27cの正の屈折力を持った3
枚のレンズからなる照明光学系27が配設されている。
図18及び図19に示すように、第2の実施形態と同
様、観察範囲の対辺方向(X軸方向及びY軸方向)に対
して中心部は平面であり、対辺方向の周辺部は中心部よ
りも大きな正の屈折力を持つように平面的に斜めにカッ
トされた平面部26が形成されている。従って、周辺部
に配置されるファイバ1本1本の端面が斜めにカットさ
れることになる。
しただけでは切断表面に傷が残り出射光量の損失が生じ
るため、端面に鏡面仕上げを施すようにすれば、出射光
量の損失が少なくなるので、より望ましい。なお、前述
の各実施形態における照明光学系のレンズの場合でも、
光量の余裕があれば部分的もしくは全体的に粗面仕上げ
(砂目)状態であってもよいが、同様に鏡面仕上げを施
すと良いのは言うまでもない。
成すると、特に斜めカットを施した周辺部の平面部26
からの出射光線が光軸方向に曲げられて、ライトガイド
ファイバ25と接着もしくは密着、または適度な間隔を
あけて配置された照明光学系27に入射し、第2の実施
形態の平面部13による作用と同様の作用が得られ、図
2と同様な照明光学系内の経路を光線が進むため、観察
範囲の対辺方向における照明系出射端部からの光線の出
射角度を小さくできる。
狭くなり、観察範囲内の照明効率が上がるため、観察範
囲の照明を明るくできる。なお、観察範囲の対角方向に
ついては、光線の出射角度が変わらないため、対角方向
周辺部の配光特性は現状並の性能を確保することができ
る。
周辺部の形状は、平面部の斜めカットに限らず、前述の
照明光学系の場合と同様に各種変形例が考えられる。例
えば、図20に示すライトガイドファイバ28のよう
に、出射端面に第1の実施形態と同様な非球面部29を
設けて平面以外の形状としても良い。また、このような
非球面部などは、形状的にも連続であっても不連続であ
っても構わないし、平面部と非球面部とを併用した構成
としても良い。
30のように、第5の実施形態と同様、観察範囲の対辺
方向の周辺部においてX軸方向とY軸方向とで異なる屈
折力を有する非球面部31a,31bを形成し、対辺方
向ごとに異なる周辺形状としても良い。
形状を円形としているが、多角形や楕円形、さらに卵形
や三日月形、半円形等のいびつな形状であっても良い。
なお、ライトガイドファイバの端面を形成する場合に、
ライトガイドファイバの先端を平面構造としてから周辺
部をカット及び研磨しても良いし、概略の形状に成形し
てから端面の周辺部を研磨しても良い。
端部に設けられた照明光学系の構成として3枚の正レン
ズ構成を用いたが、負レンズ等のレンズ系で構成しても
良いし、レンズ系以外の光学素子を含んだものでも構わ
ない。また、光伝導体はライトガイドファイバに限定さ
れるものではなく、他の光学素子を含んだものを用いて
も良い。
複数組み合わせて照明系を構成しても良い。
成によれば、内視鏡の照明系による照明範囲をその対物
光学系による観察範囲に合わせた略相似形としたため、
特にビデオスコープのような円形以外の観察範囲を持っ
た内視鏡において、従来と同等なライトガイドまたは照
明光学系の構成を用いた場合であっても、組み合わせる
照明光学系またはライトガイドにおいて本実施形態の構
成を設けることにより、照明効率を高め、観察系トータ
ルの明るさを向上させることができ、明るい内視鏡観察
画像を提供することが可能となる。さらに、従来と同等
の明るさを得るようにした場合は、その内視鏡の使用状
況に応じて必要な明るさや周辺配光を確保しつつ、ライ
トガイドの構成本数の少ないより細径の照明系を構成で
きるため、内視鏡の細径化にも大きな効果をもたらすこ
とができる。
他端へと導く光伝導体と、前記光伝導体および該光伝導
体からの光放射端部に近接して配置されて、該光伝導体
からの光を被写体に照射する照明光学系とからなる内視
鏡用照明系において、前記照明光学系は、光軸を中心と
して、軸対称な屈折作用を有する中心部と方向によって
異なる屈折作用を有する周辺部とを有する光学素子から
構成されることを特徴とする内視鏡用照明系。
して、前記照明光学系が少なくとも一つの対辺方向の周
辺部で異なる屈折力を有することを特徴とする付記1に
記載の内視鏡用照明系。
たことを特徴とする付記1もしくは付記2に記載の内視
鏡用照明系。
いて受光し、他端へと導く光伝導体と、前記光伝導体お
よび該光伝導体からの光放射端部に近接して配置され
て、該光伝導体からの光を被写体に照射する照明光学系
とからなる内視鏡用照明系において、前記光伝導体は、
該光伝導体の光出射端部から出射される光線の出射角度
特性が、光軸を中心として軸対称な中心部と方向によっ
て異なる周辺部とからなるように構成されていることを
特徴とする内視鏡用照明系。
して、前記光伝導体が少なくとも一つの対辺方向の周辺
部で異なる光線の出射角度特性を有することを特徴とす
る付記4に記載の内視鏡用照明系。
いたことを特徴とする付記4もしくは付記5に記載の内
視鏡用照明系。
伝導体に少なくとも1面以上の非球面を設けたことを特
徴とする付記3もしくは付記6に記載の内視鏡用照明
系。
伝導体の周辺部に少なくとも1面以上、光軸に対して傾
斜した平面部を設けたことを特徴とする付記3もしくは
付記6に記載の内視鏡用照明系。
を含み、該照明光学系の光入射端または光出射端近傍の
レンズ面に前記非球面または平面部を少なくとも1面以
上設けたことを特徴とする付記7もしくは付記8に記載
の内視鏡用照明系。
えばビデオスコープのような被写体面上で略円形以外の
観察範囲を持った内視鏡の対物光学系に対して、元の配
光特性を大きく変えることなく、比較的簡単な構成で照
明効率の優れた内視鏡用照明系を提供できる効果があ
る。
びこれを通過する光線を示す光軸方向Y−Z平面の断面
図
の関係を示す説明図
示す光軸方向Y−Z平面の断面図
示す斜視図
示す光軸方向Y−Z平面の断面図
示す斜視図
向Y−Z平面の断面図
示す光軸方向Y−Z平面の断面図
を示す斜視図
の形状を示す説明図
を示す光軸方向X−Z平面及びY−Z平面の断面図
状を示す斜視図
を示す光軸方向Y−Z平面の断面図
示す説明図
を示す光軸方向Y−Z平面の断面図
屈折力を持たせる周辺部の領域の変形例、及び照明系の
外形状の変形例を示す説明図
を示す光軸方向Y−Z平面の断面図
示す斜視図
す斜視図
す斜視図
用説明図
視鏡における観察領域と照明領域との関係を示す説明図
Claims (3)
- 【請求項1】 光源からの出射光を入射端部において受
光し、他端へと導く光伝導体と、前記光伝導体および該
光伝導体からの光放射端部に近接して配置されて、該光
伝導体からの光を被写体に照射する照明光学系とからな
る内視鏡用照明系において、前記照明光学系は、光軸を
中心として、軸対称な屈折作用を有する中心部と方向に
よって異なる屈折作用を有する周辺部とを有する光学素
子から構成されることを特徴とする内視鏡用照明系。 - 【請求項2】 内視鏡観察形状の対辺方向に対応して、
前記照明光学系が少なくとも一つの対辺方向の周辺部で
異なる屈折力を有することを特徴とする請求項1に記載
の内視鏡用照明系。 - 【請求項3】 前記光学素子としてレンズを用いたこと
を特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の内視鏡
用照明系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12369696A JP3477314B2 (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 内視鏡用照明系 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12369696A JP3477314B2 (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 内視鏡用照明系 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09299326A true JPH09299326A (ja) | 1997-11-25 |
JP3477314B2 JP3477314B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=14867077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12369696A Expired - Fee Related JP3477314B2 (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 内視鏡用照明系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3477314B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013521070A (ja) * | 2010-03-05 | 2013-06-10 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 特定の分解能にて少なくとも1つの解剖構造の微細画像を提供するシステム、方法およびコンピュータがアクセス可能な媒体 |
US9757012B2 (en) | 2014-04-10 | 2017-09-12 | Olympus Corporation | Endoscope with plurality of illumination optical systems |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-05-17 JP JP12369696A patent/JP3477314B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9757012B2 (en) | 2014-04-10 | 2017-09-12 | Olympus Corporation | Endoscope with plurality of illumination optical systems |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3477314B2 (ja) | 2003-12-10 |
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