JPWO2016098203A1 - 内視鏡用照明装置および内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、明るさムラおよび色ムラの無い均一な照明光によって被写体を照明することができる内視鏡用照明装置および内視鏡を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、所定の軸を中心とする周方向に沿って配置され、前記所定の軸方向の一端側に設けられた入射面と、前記所定の軸に対して最も半径方向外側に位置し前記入射面から入射された照明光を放射状に射出する射出面とを有する照明光学系と、前記入射面よりも前記一端側に配置され、該入射面に向かって略前記所定の軸方向に前記照明光を射出する発光部とを備え、前記照明光学系が、前記入射面と前記射出面との間の前記照明光の光路の途中位置に配置され、前記照明光を透過および拡散させる拡散面を有する内視鏡用照明装置である。
この場合に、照明光学系内において、照明光は、入射面から射出面までの間の光路の途中位置に配置された拡散面を少なくとも1回は透過することによって、確実に拡散される。これにより、明るさムラおよび色ムラの無い均一な照明光によって被写体を照明することができる。
このようにすることで、射出面から射出された照明光によって側方と同時に、所定の軸の一端側(前方側)も照明することができる。この場合、所定の軸に対する射出面の傾斜角度を、10°以上40°以下とすることによって、照明光を側方と前方とに良好なバランスで分配することができる。
このようにすることで、所定の軸を中心とする照明光の対称性が良好となり、照明光の明るさをさらに均一にすることができる。
このようにすることで、発光部から入射面への照明光の入射角度の設計の自由度を向上することができる。また、光路の一部をオーバーラップさせることができるので、照明光学系の小型化にも有利である。
このようにすることで、照明光の拡散面への入射角度を小さく(90°に近く)し、拡散面における照明光の光量の損失を低減することができる。また、反射面および射出面への照明光の入射角度を屈折面による照明光の偏向角度に応じて容易に制御することができる。屈折面がフレネルレンズ面からなる場合には、屈折面として球面を使用する場合に比べて、屈折面を所定の軸方向に薄型化することができる。
このようにすることで、照明光学系を通過する照明光の光束径を小さくし、照明光学系を小型化することができる。収斂面がフレネルレンズ面からなる場合には、収斂面として球面を使用する場合に比べて、収斂面を所定の軸方向に薄型化することができる。
このようにすることで、拡散面における照明光の光束径を縮小し、拡散面を所定の軸方向に縮小することができる。
このようにすることで、反射面で反射された照明光の拡散面への入射角度が小さく(90°に近く)なり、拡散面における照明光の光量の損失を低減することができる。また、所定の軸に対する照明光の射出面からの射出角度を適切な範囲にすることができる。
このようにすることで、反射面で反射された照明光の拡散面への入射角度が小さく(90°に近く)なり、拡散面における照明光の光量の損失を低減することができる。
このようにすることで、所定の軸に沿う方向に照明光学系に入射された照明光によって側方および前方を照明することができ、所定の軸に対する径方向に縮小することができる。
本実施形態に係る内視鏡1は、図1に示されるように、体内に挿入可能な細長い挿入部2と、該挿入部2の先端部に設けられた撮像光学系3および内視鏡用照明装置4とを備えている。
透過面61cは、基端側から先端側へ向かって軸Oとの距離が漸次小さくなる向きで軸Oに対して傾斜し、反射面61bによって反射された照明光Lを透過させる。
拡散面62aは、透過面61cと略同一の角度で傾斜しており、透過面61cと略平行に対向して配置されている。
10°≦α≦40°
20°≦β≦50°
40°≦γ≦60°
光源装置からライトガイド5を介して第1の光学部材61の入射面61aに軸O方向に入射された照明光Lは、入射面61aによって収斂光束に変換されるのと同時に半径方向内方へ偏向されて反射面61bに入射する。反射面61bにおいて半径方向外方へ反射された照明光Lは、透過面61cを略直角に透過し、続いて拡散面62aにおいて拡散される。拡散されることによって光束径が拡大された照明光Lは、挿入部2の外周面に配置された射出面62bから挿入部2の側方および前方へ向かって放射状に射出される。これにより、内視鏡1の側方視野および前方視野を照明することができる。
射出面62bが多角錐台面である場合には、射出面62bの平面の数と同数のライトガイド5を備え、各平面に対応して1つずつライトガイド5を配置することが好ましい。このようにすることで、照明光Lの明るさを軸O回りの周方向に均一にすることができる。
例えば、入射面61aは、図7に示されるように、屈折作用および収斂作用を有さないように、軸Oに対して直交する平坦面から構成されていてもよい。図7において、α=15°、β=35°、γ=50°である。あるいは、入射面61aは、収斂作用のみを有するように球面から構成されていてもよく、屈折作用のみを有するように軸Oに対して傾斜した平坦面から構成されていてもよい。
2 挿入部
3 撮像光学系
4 内視鏡用照明装置
5 ライトガイド(発光部)
5a 射出端面
6 照明光学系
61 第1の光学部材
61a 入射面
61b 反射面
61c 透過面
62 第2の光学部材
62a 拡散面
62b 射出面
7 フレネルレンズ面
O 中心軸
O’ 光軸
Claims (16)
- 所定の軸を中心とする周方向に沿って配置され、前記所定の軸方向の一端側に設けられた入射面と、前記所定の軸に対して最も半径方向外側に位置し前記入射面から入射された照明光を放射状に射出する射出面とを有する照明光学系と、
前記入射面よりも前記一端側に配置され、該入射面に向かって略前記所定の軸方向に前記照明光を射出する発光部とを備え、
前記照明光学系が、前記入射面と前記射出面との間の前記照明光の光路の途中位置に配置され、前記照明光を透過および拡散させる拡散面を有する内視鏡用照明装置。 - 前記照明光学系の前記射出面が、前記一端側から他端側へ向かって前記所定の軸との距離が漸次小さくなる向きで傾斜している請求項1に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記所定の軸に対する前記射出面の傾斜角度が、10°以上40°以下である請求項2に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記射出面が、前記所定の軸を中心とする直円錐台形状を有する請求項1から請求項3のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。
- 前記拡散面が、前記射出面に対して半径方向に対向して配置され、
前記照明光学系が、前記入射面から入射した前記照明光の光路上に配置され、前記照明光を前記拡散面に向かって半径方向外方へ反射する反射面を有する請求項1から請求項4のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。 - 前記入射面が、前記発光部から入射された前記照明光を前記反射面に向かって前記半径方向内方へ偏向する屈折面である請求項5に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記屈折面が、フレネルレンズ面からなる請求項6に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記入射面が、前記所定の軸を含む平面上において、前記発光部から前記所定の軸に沿って平行に射出された前記照明光を収斂光束に変換する収斂面である請求項1から請求項7のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。
- 前記収斂面が、フレネルレンズ面からなる請求項8に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記収斂面は、前記所定の軸を含む平面上において、前記拡散面における前記照明光の光束径が前記収斂面における前記照明光の光束径よりも小さくなるような収斂角度を有する収斂光束に前記照明光を変換する請求項8または請求項9に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記収斂面は、前記所定の軸を含む平面上において、前記拡散面における前記照明光の光束径が前記射出面における前記照明光の光束径よりも小さくなるような収斂角度を有する収斂光束に前記照明光を変換する請求項8から請求項10のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。
- 前記反射面が、前記一端側から他端側へ向かって前記所定の軸との距離が漸次大きくなる向きで傾斜し、
前記所定の軸に対する前記反射面の傾斜角度が、20°以上50°以下である請求項5から請求項7のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。 - 前記拡散面と前記反射面とが成す角度が、40°以上60°以下である請求項12に記載の内視鏡用照明装置。
- 前記照明光学系が、
前記所定の軸を含む断面において、前記一端側に位置する前記入射面と、前記半径方向内側に位置する前記反射面と、前記半径方向外側に位置し前記照明光を透過させる透過面とからなる略楔形状を有する第1の光学部材と、
該第1の光学部材の半径方向外側に配置され、前記所定の軸を含む断面において、前記透過面と対向配置される前記拡散面と、該拡散面に略平行な前記射出面とを有する第2の光学部材とを備える請求項5から請求項7のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。 - 前記照明光学系が、
前記所定の軸を含む断面において、前記一端側に位置する前記入射面と、前記半径方向内側に位置する前記反射面と、前記半径方向外側に位置する前記拡散面とからなる略楔形状を有する第1の光学部材と、
該第1の光学部材の半径方向外側に配置され、前記所定の軸を含む断面において、前記拡散面と対向配置され前記照明光を透過させる透過面と、該透過面に略平行な前記射出面とを有する第2の光学部材とを備える請求項5から請求項7のいずれかに記載の内視鏡用照明装置。 - 撮像光学系と、
前記所定の軸が前記撮像光学系の光軸と略一致するように該撮像光学系の周囲に配置された請求項1から請求項15のいずれかに記載の内視鏡用照明装置とを備える内視鏡。
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