JPH1014870A

JPH1014870A - 内視鏡用照明光調節装置

Info

Publication number: JPH1014870A
Application number: JP8188613A
Authority: JP
Inventors: Kunio Odanaka; 邦夫小田中
Original assignee: Machida Endoscope Co Ltd
Current assignee: Machida Endoscope Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】内視鏡の照明光の調節に関して多様な要求に
答えることができ、しかも無段階調節が可能な装置を提
供する。【解決手段】照明光供給装置２０からの収束された照
明光が内視鏡の照明光伝送系を構成する光ファイバー束
１８の入射端面１８ａに供給される。この照明光供給装
置２０と入射端面１８ａとの間に、遮光部と透光部とを
有する遮光板３１が配置される。この遮光板３１は、入
射端面１８ａと対向している。遮光板３１は、移動機構
３２により、照明光の光軸Ｌに沿って移動可能である。
この移動に伴い、遮光板３１における照明光の光束Ａの
断面積が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の照明光伝
送系を構成する光ファイバー束に供給される照明光を調
節する装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡は、光ファイバー束からなる照明
光伝送系を備えている。この光ファイバー束の入射端面
には、照明光供給手段から収束された照明光が入射し、
内視鏡の挿入部の先端に配置された光ファイバー束の出
射端面から出射される。上記照明光は調節を必要とす
る。例えば、内視鏡は、観察対象が遠い時には明瞭に観
察できるように照明光の総光量を多くし、観察対象が近
い時には、まぶしくなって観察できないような状況（ハ
レーション）を避けるために、総光量を少なくする。

【０００３】照明光の総光量を調節する装置は、照明光
供給手段と光ファイバー束の入射端面との間に配置され
た遮光板を備えている。この遮光板は、上記光ファイバ
ー束の入射端面と対向している。従来の一般的な照明光
調節装置では、図９に示すように遮光板９０が火の玉形
の透光部９１（開口）を有している。透光部９１を除く
部位が遮光部となる。この遮光板９０は、回動機構によ
り、照明光の光軸Ｌから離れた点Ｏを中心として所定角
度回動される。この回動に伴い、遮光板９０での照明光
の光束Ａの断面積のうち透光部９１が占める面積が変化
し（換言すれば遮光部が占める面積が変化し）、この透
光部９１を通って光ファイバー束の入射端面に達する総
光量が調節される。

【０００４】ところで、光ファイバー束では、照明光の
配光特性（照明光の光軸に対する角度での単位面積当た
りの光量の分布）が入射側と出射側でほぼ等しい。この
光ファイバー束の伝送特性のために、上記調節装置を用
いると次のような不具合が生じる。すなわち、上記調節
装置は、光束Ａの周辺部から絞ることよって、光ファイ
バー束へ供給される照明光の総光量を減らすため、上記
ライトガイドの入射端面に入射する照明光では、光軸と
のなす角度が小さい中央部では光量が殆ど変化せず、軸
線との角度が大きい周辺部でのみ光量が大きく減少する
ことになる。その結果、観察対象を間近に観察するため
に総光量を少なくしても、観察対象における照明範囲の
中心部での光量が十分には減らずハレーションを確実に
なくすことができない。また、照明範囲の周辺部で暗く
なり過ぎてしまうので、良好な観察が妨げられてしま
う。

【０００５】特公平４−４３２４７号公報に開示された
調節装置では、上述した装置と同様に回動自在な遮光板
が設けられている。この遮光板は複数の遮光ゾーンを有
しており、これら遮光ゾーンにはそれぞれ異なる所定の
開口率をなす多数の孔（透光部）が分散して形成されて
いる。遮光板は、回動機構による回動により照明光の光
束が位置する遮光ゾーンを選択し、これにより照明光の
総光量を調節している。この装置では、配光特性を大き
く変えることなく総光量を調節することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の調節装置で
は、照明光の総光量を無段階で調節することができなか
った。また、上述した２つの調節装置では、配光特性，
総光量の調節を含む種々の要求を満たすような照明光の
調節に対応して改善を図るには、その構成上限界があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内視
鏡の照明光伝送系を構成する光ファイバー束の入射端面
に向かって、照明光供給手段から照明光を収束させなが
ら供給する際に、この照明光を調節する装置において、
（イ）上記照明光供給手段と光ファイバー束の入射端面
との間において上記光ファイバー束の入射端面と対向し
て配置されるとともに、遮光部および透光部を含む遮光
パターンを有する遮光板と、（ロ）上記遮光板を照明光
の光軸に沿って移動させることにより、遮光板での照明
光の光束断面積を漸次変化させる移動機構と、を備えた
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の内視
鏡用照明光調節装置において、上記遮光パターンは、上
記遮光板の移動に伴い遮光板での照明光の光束断面積が
変化する過程で、この光束断面積内での遮光部の占める
面積の割合が変化するパターンであることを特徴とす
る。請求項３の発明は、請求項２に記載の内視鏡用照明
光調節装置において、上記遮光パターンは、上記遮光板
が光ファイバー束の入射端面に向かって移動し、遮光板
での照明光の光束断面積が小さくなるにしたがって、こ
の光束断面積内での遮光部の占める割合が増大するパタ
ーンであることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、請求項３に記載の内視
鏡用照明光調節装置において、上記遮光板は、透明の板
材の面に塗料を付着することにより上記遮光パターンを
形成してなり、この遮光パターンは、照明光の光軸また
はその近傍に中心を有して放射状をなしていることを特
徴とする。請求項５の発明は、請求項３に記載の内視鏡
用照明光調節装置において、上記遮光板は、透明の板材
の面に塗料を付着することにより上記遮光パターンを形
成してなり、この遮光パターンは、照明光の光軸または
その近傍に中心を有して渦巻き状をなしていることを特
徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図４を参照して説明する。まず、図３に示す内視鏡１
０の基本構成を説明する。内視鏡１０は、本体１１と、
この本体１１から前方に延びる挿入部１２と、この本体
１１の後端に設けられた接眼部１３とを備えている。本
体１１の側部からはライトガイドケーブル１４が延びて
おり、このライトガイドケーブル１４の先端にはスリー
ブ形状のコネクタ１５が設けられている。

【００１１】上記挿入部１２の先端部には観察窓と照明
窓（いずれも図示せず）が設けられている。観察窓に
は、対物光学系１６を介して像伝送系となる光ファイバ
ー束１７の先端面が対峙している。この光ファイバー束
１７は挿入部１２，本体１１を通り、接眼部１３に設け
られた接眼レンズ系１３ａに光学的に接続されている。
上記照明窓には、照明光伝送系となる光ファイバー束１
８の先端面１８ｂ（出射端面）が対峙しており、この光
ファイバー束１８は、挿入部１２，本体１１，ライトガ
イドケーブル１４，コネクタ１５を通り、その基端面１
８ａ（入射端面）は、コネクタ１５の端と一致してい
る。

【００１２】上記コネクタ１５は、ハウジング（図示し
ない）に着脱可能に差し込まれる。このハウジング内に
は、図１に示すように、照明光供給装置２０（照明光供
給手段）が収容されている。この照明光供給装置２０
は、上記光ファイバー束１８の入射端面１８ａと離間対
峙し、かつ光ファイバー束１８の入射端部の軸線Ｌ上に
配置されている。

【００１３】上記照明光供給装置２０は、上記軸線Ｌ上
に配置された蛍光ランプ２１（光源）と、この蛍光ラン
プ２１を囲むようにして配置された凹面鏡２２とを有
し、さらに凹面鏡２２から光ファイバー束１８の入射端
面１８ａに向かって順に、赤外線カットフィルタ２３と
集光レンズ２４を有している。蛍光ランプ２１からの照
明光は、凹面鏡２２で反射され、赤外線カットフィルタ
２３を経て集光レンズ２４に至り、この集光レンズ２４
で収束されて光ファイバー束１８の入射端面１８ａに入
射される。

【００１４】上記集光レンズ２４からの収束照明光の光
軸は、上記光ファイバー束１８の入射端部の軸線Ｌと一
致している。収束照明光の光束Ａの断面積は、ほぼ円形
をなし、光ファイバー束１８の入射端面１８ａに向かっ
て漸次小さくなり、この入射端面１８ａの位置では、入
射端面１８ａの面積とほぼ等しくなる。本実施例では、
集光レンズ１０の焦点位置より少し手前に入射端面１８
ａが位置しているが、集光レンズ１８ａの焦点位置より
少し先の位置に入射端面１８ａが位置していてもよい。

【００１５】上記照明光供給装置２０の集光レンズ２４
から、光ファイバー束１８の入射端面１８ａに供給され
る照明光の総光量は、本発明に係わる照明光調節装置３
０により調節される。この調節装置３０は、上記ハウジ
ング内に収容されており、集光レンズ２４と光ファイバ
ー束１８の入射端面１８ａとの間に配置された遮光板３
１と、この遮光板３１を軸線Ｌに沿って移動させる移動
機構３２とを備えている。遮光板３１は、上記光ファイ
バー束１８の入射端面１８ａと対向して配置されてい
る。換言すれば、軸線Ｌと直交するようにして配置され
ている。

【００１６】上記移動機構３２は、上記ハウジングに固
定された基台３３と、この基台３３の上面に設けられ軸
線Ｌと平行に延びるガイドレール３４と、このガイドレ
ール３４に案内される移動台３５と、この移動台３５と
螺合する送りネジ３６と、基台３３に設けられ送りネジ
３６を回動させるモータ３７とを有している。上記移動
台３５に上記遮光板３１が固定されている。

【００１７】上記遮光板３１はガラス等の透明材料の円
板からなりその中心は上記軸線Ｌに位置している。遮光
板３１の一方の面には、図２に示すような遮光パターン
Ｐ１が黒色塗料をスクリーン印刷等の手段で付着するこ
とにより形成されている。この遮光パターンＰ１の中心
は軸線Ｌにあり、中央に位置するほぼ円形の遮光部３１
ａと、中心から径方向に放射状に直線的に延びる多数の
遮光部３１ｂとを有している。各遮光部３１ｂは一定の
幅を有している。なお、遮光板３１において、これら遮
光部３１ａ，３１ｂを除く部位が、透光部３１ｘとな
る。

【００１８】上記構成をなす調節装置の作用について説
明する。モータ３７を駆動させると、遮光板３１が軸線
Ｌに沿って移動し、遮光板３１での照明光の光束Ａの断
面積が漸次変化する。これは、照明光が光ファイバー束
１８の端面１８ａに向かって収束するからである。この
照明光の光束Ａの断面積の変化は、上記遮光板３１に形
成された遮光パターンＰ１と相俟って、照明光の総光量
の調節を可能にする。

【００１９】上記光量調節について詳述する。遮光板３
１がない場合を仮定すると、光ファイバー束１８の入射
端面１８ａに供給される照明光の光量分布（配光特性）
は図４の曲線Ｘ₀で示すように角度ゼロを中心として２
つの山を形成するはずである。なお、図４の横軸は、軸
線Ｌと交差する角度（以下、入射角度と称す）であり、
図１において、＋θ，−θで示されている。図４の縦軸
は単位面積当たりの光量を示す。

【００２０】上記遮光板３１が集光レンズ２４と入射端
面１８ａの間にあると、図２に示すように、遮光板３１
での光束Ａの断面積のうち、中央部分は遮光部３１ａが
占め、周辺部は遮光部３１ｂと透光部３１ｘとが周方向
に沿って交互に占めることになる。ここで、モータ３７
を駆動させて、遮光板３１を図１に示すように集光レン
ズ２４に近い位置から右方向に移動して入射端面に近い
位置まで移動させると、図２に示す光束Ａの断面積が徐
々に小さくなり、その結果、光束Ａの断面積に占める遮
光部３１ａ，３１ｂの割合が徐々に増大する。その結
果、照明光の総光量が、遮光板３１が無い時に比べて８
０％から０％へと漸減する。

【００２１】上記遮光板３１の移動に伴う総光量減少の
過程において、光束Ａの断面積に占める中央の遮光部３
１ａの割合が増大し、最終的に光束Ａの全断面積をこの
遮光部３１ａが占めて光量をゼロにする。光束Ａの断面
積の周辺部では遮光部３１ｂと透光部３１ｘが交互に配
置されており、この周辺部での遮蔽割合は比較的小さく
て済む。その結果、総光量を減少させる調節過程で配光
特性を大きく変化させずに済む。

【００２２】上記のように、光ファイバー束１８の入射
端面１８ａに入射される照明光の総光量を減少させる過
程において、周辺部（入射角度の大きい領域）での光量
を著しく減じることがないので、光ファイバー束１８の
出射端面１８ｂから出射される照明光も同様の配光特性
をもつことができる。これは、図４に示すように、上記
遮光板３１の移動過程の途中の２位置での光量分布曲線
Ｘ₁，曲線Ｘ₂からも明らかである。その結果、観察対象
を間近に観察する際に、比較的広い範囲での良好な照明
が可能であり、しかも単位面積当たりの光量が著しく高
い領域をなくして、ハレーションを確実に防止できる。

【００２３】なお、モータ３７を逆回転させて、遮光板
３１を入射端面１８ａから離れる方向に移動させれば、
配光特性を大きく変えることなく０％から８０％へと総
光量を漸増できることは勿論である。

【００２４】図５は、他の形態をなす遮光パターンＰ２
を示す。この遮光パターンＰ２は、パターンの中心が遮
光板３１の中心（軸線Ｌ）から偏っている点を除いて遮
光パターンＰ１と似ているから、対応する部位には図中
同番号を付してその説明を省略する。この遮光パターン
Ｐ２によれば、遮蔽板３１が無い時の光量分布Ｘ₀にお
ける２つの山部の一方に中央の遮蔽部３１ａが対応する
ので、この部位での遮蔽割合が他の部位と比べて高くな
る。その結果、遮光板３１を入射端面１８ａ（図２）に
向かって移動させることにより、総光量を漸減させる過
程で、配光特性の改善（光量分布をなだらかにする）を
図ることが可能である。これは、図６に示すように、光
ファイバー束１８から出射される照明光の光量分布
Ｘ₁’，Ｘ₂’（遮蔽板３１の移動過程における２位置に
対応する）からも明らかである。なお、図２，図５の遮
光パターンＰ１，Ｐ２では、遮光部３１ｂの幅を全長に
わたって同じ幅にしたが、例えば周辺に向かって幅を徐
々に広くしたり、狭くしてもよい。

【００２５】また、図７に示す遮光パターンＰ３は、遮
光板３１の中心（軸線Ｌ）に位置する円形の中央部３１
ｃとこの中央部３１ｃの径より小さな幅を有する渦巻き
状の遮光部３１ｄとを有している。これに伴い透光部３
１ｙも渦巻き状をなしている。この遮光パターンＰ３で
も照明光の光束の断面積における周辺部（入射角度の大
きな領域）での光量を大きく減らすことなく、総光量を
減じることができる。

【００２６】図８に示す遮光パターンＰ４は、上記遮光
パターンＰ３と似ているが、渦巻き状の遮光部３１ｄが
中心から周辺に向かうにしたがって幅を漸減させてい
る。この構成では、総光量を減少させる過程において、
図７よりも照明光の光束の断面積における周辺部での光
量の減少割合をより一層増やすことができる。上記遮光
パターンＰ３，Ｐ４の中心を遮光板３１の中心（軸線
Ｌ）から偏らせてもよい。

【００２７】本発明では、遮光板３１の軸線Ｌ方向の移
動を採用したことにより、遮光板３１の遮光パターンを
種々選択することにより、使用者の多様な要求に応じて
照明光の調節を無段階で行うことができる。極端な例を
挙げると、遮光板において、軸線Ｌから偏位した位置に
円形の透光部を形成し、その他の部位を遮光部とするこ
とにより、光量分布のピーク位置を総光量の変化ととも
に変化させることもできる。また、照明光の光束の断面
積において周辺部を遮蔽するような遮光パターンを採用
することにより、遮光板を入射端面から離れる方向に向
かって移動するにしたがって総光量を減少させ、この総
光量の減少に伴い狭い領域でのみ光量の多い照明光を得
ることも可能である。

【００２８】図１において、想像線で示すように、移動
機構３２の基台３３を軸線Ｌと直交する方向に移動させ
る第２の移動機構５０を装備してもよい。この第２の移
動機構５０は、前述した移動機構３２と同様の構成をな
す。この場合、遮光板３１は、遮光パターンと、軸線Ｌ
に沿う移動，軸線Ｌと直交する方向の移動の組み合わせ
により、多様な照明光の調節を行うことができ、例え
ば、総光量と配光特性の調節，ないしは配光特性のみの
調節も可能となる。

【００２９】また、遮光板のための移動機構は、上記実
施形態に制約されず、例えばチェーンやベルトを含むコ
ンベアにより構成してもよい。移動機構は手動であって
もよい。照明光供給手段も、上記実施形態に制約され
ず、例えば球状の光源と凹面鏡のみで構成してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、遮光パターンを有する遮光板を照明光の光軸に沿
って移動させることにより、使用者の多様な要望に応じ
て、照明光の調節を行うことができる。しかも、その調
節を無段階で行うことができる。請求項２の発明によれ
ば、上記遮光板を照明光の光軸に沿って移動することに
より、総光量を無段階で調節することができる。請求項
３の発明によれば、遮光板を光ファイバー束の入射端面
に向かって移動することにより、入射角度の大きな照明
光の光量の低減を抑制しつつ照明光の総光量を減じるこ
とができる。請求項４，請求項５の発明によれば、透明
板材の面に塗料を付着させることにより、放射状，渦巻
き状の複雑な遮光パターンを容易かつ低コストで得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内視鏡用照明光調節装置の一実施形態
を示す側面図である。

【図２】同装置の遮光板における遮光パターンの第１の
態様を示す正面図である。

【図３】内視鏡の概略構成を示す図である。

【図４】図２の遮光パターンによる照明光の配光特性を
示す図である。

【図５】遮光板の遮光パターンの第２の態様を示す正面
図である。

【図６】図５の遮光パターンによる照明光の配光特性を
示す図である。

【図７】遮光板の遮光パターンの第３の態様を示す正面
図である。

【図８】遮光板の遮光パターンの第４の態様を示す正面
図である。

【図９】従来の照明光調節装置の遮光板を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１０内視鏡１８照明光伝送用光ファイバー束１８ａ入射端面２０照明光供給装置（照明光供給手段）３０照明光調節装置３１遮光板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ遮光部３１ｘ，３１ｙ透光部３２移動機構Ｐ１〜Ｐ４…遮光板の遮光パターンＬ光ファイバー束の入射端部の軸線（収束照明光の光
軸）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡の照明光伝送系を構成する光ファイ
バー束の入射端面に向かって、照明光供給手段から照明
光を収束させながら供給する際に、この照明光を調節す
る装置において、（イ）上記照明光供給手段と光ファイ
バー束の入射端面との間において上記光ファイバー束の
入射端面と対向して配置されるとともに、遮光部および
透光部を含む遮光パターンを有する遮光板と、（ロ）上
記遮光板を照明光の光軸に沿って移動させることによ
り、遮光板での照明光の光束断面積を漸次変化させる移
動機構と、を備えたことを特徴とする内視鏡用照明光調節装置。
【請求項２】上記遮光パターンは、上記遮光板の移動に
伴い遮光板での照明光の光束断面積が変化する過程で、
この光束断面積内での遮光部の占める面積の割合が変化
するパターンであることを特徴とする請求項１に記載の
内視鏡用照明光調節装置。
【請求項３】上記遮光パターンは、上記遮光板が光ファ
イバー束の入射端面に向かって移動し、遮光板での照明
光の光束断面積が小さくなるにしたがって、この光束断
面積内での遮光部の占める割合が増大するパターンであ
ることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用照明光調
節装置。
【請求項４】上記遮光板は、透明の板材の面に塗料を付
着することにより上記遮光パターンを形成してなり、こ
の遮光パターンは、照明光の光軸またはその近傍に中心
を有して放射状をなしていることを特徴とする請求項３
に記載の内視鏡用照明光調節装置。
【請求項５】上記遮光板は、透明の板材の面に塗料を付
着することにより上記遮光パターンを形成してなり、こ
の遮光パターンは、照明光の光軸またはその近傍に中心
を有して渦巻き状をなしていることを特徴とする請求項
３に記載の内視鏡用照明光調節装置。