JPWO2017150154A1 - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

挿入部２は、側視観察用光学系である対物光学系３１と、観察窓２１の位置よりも挿入部基端側に設定される光学素子３３とを有する。光学素子３３は、光源から出射され、挿入部２の長手方向に沿って進行する照明光の一部を全反射させる出射面３３ｂと、光源から出射され、挿入部２の長手方向に沿って進行する照明光の他の一部を反射すると共に、出射面３３ｂにて反射された照明光の一部を再度反射させ、出射位置から出射させる傾斜面３３ｄと、を有する。傾斜面３３ｄ上での出射面３３ｂにて反射された照明光の一部の反射位置P2は、出射面３３ｂ上の照明光の反射位置P1よりも挿入部２の先端側に設定される。

Description

本発明は、内視鏡に関し、特に、挿入部の先端部の側方を観察可能な内視鏡において照明光の配光ムラを抑制した内視鏡に関する。

従来より、内視鏡が、工業分野及び医療分野で広く使用されている。内視鏡は、細長の挿入部と、挿入部の先端に設けられた先端部を有し、先端部には、観察窓と照明窓が設けられている。内視鏡には、視野方向が挿入部の挿入方向である直視内視鏡だけでなく、視野方向が挿入部の挿入方向に対して側方である側視内視鏡もある。

特開平１０−３１１９５４号公報には、側視内視鏡が開示されている。側視内視鏡の先端部には、挿入部の側方あるいは略側方を観察するための観察窓と、挿入部の側方あるいは略側方へ照明光を出射する照明窓とが設けられている。

当該公報に開示されている側視内視鏡は、挿入部の先端部に、挿入部の側方あるいは略側方を観察するための観察窓と、挿入部の側方あるいは略側方へ照明光を出射する照明窓とが設けられている。

この提案では、先端部には、先端側に設けられた観察窓側が高くなるように傾斜した反射面が設けられ、挿入部の挿入方向に出射された照明光がその反射面において反射するように先端部は構成されている。

上記提案の構成の場合、照明窓から挿入部の挿入方向前方へ出射された直接光と、反射面で反射され側方に出射された反射光とにより被写体は照明される。その直接光の照射方向と反射光の照射方向のなす角度が比較的大きいため、被写体が観察窓に対して近い位置にある場合には直接光によって被写体が照明され、また被写体が観察窓に対して遠い位置にある場合には反射光によって被写体が照明される。

しかし、上記提案の構成では、照明光が観察領域に対して照射される位置が、直接光が照射される位置（挿入部から近い位置）と、反射光が照射される位置（挿入部から遠い位置）とに限られている。このため、被写体を観察するためには、上記位置に被写体を合わせるように、挿入部の位置を調整する必要がある。

また、直接光が観察領域を照明する位置と、反射光が観察領域を照明する位置との間に被写体がある場合には、観察領域内で照明光の届かない場所ができてしまい、照明光の配光ムラが生じるという問題がある。

そこで、本発明は、被写体が挿入部に近い位置から遠い位置までの広い範囲に亘って、観察領域内の配光ムラを抑制して、観察領域に照明光を照射することができる内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡は、挿入部の長手方向に対して側方を観察するため、挿入部先端の側方に配置される観察窓を有する側視観察用光学系と、前記側視観察用光学系の視野を照明する照明光の出射位置が、前記挿入部先端の側方であって且つ前記観察窓位置よりも挿入部基端側に設定される照明光学系と、を有する内視鏡であって、前記照明光学系は、光源から出射され、前記長手方向に沿って進行する照明光の一部を反射させる第１の反射面と、前記光源から出射され、前記長手方向に沿って進行する照明光の他の一部を反射すると共に、前記第１の反射面にて反射された照明光の前記一部を再度反射させ、前記出射位置から出射させる第２の反射面と、を有し、前記第１の反射面と前記第２の反射面は、前記第２の反射面上での前記第１の反射面にて反射された照明光の前記一部の第２の反射位置が、前記第１の反射面上の前記照明光の第１の反射位置よりも前記挿入部先端側に設定されるように、設けられている。

本発明の第１の実施の形態に係わる内視鏡の構成を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる内視鏡の挿入部２の先端部１１の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、先端部１１内の光学系を示す、先端部１１の中心軸Oに沿った断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる光学素子３３の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、光学素子３３の側面図であって、光学素子３３内を進行する照明光及び光学阻止３３から出射する照明光について説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例１に係わる先端部１１の光学素子の構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、ライトガイド３２と光学素子３３の間に配設される拡散光学系５１の側面図である。 図７の光学素子３３と拡散光学系５１の斜視図である。 図７の光学素子３３と拡散光学系５１のマイクロプリズムアレイの構成を示す斜視図である。 図７の光学素子３３と拡散光学系５１の平面図である。 図７の光学素子３３と拡散光学系５１の基端側から見た側面図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる、ライトガイド３２と光学素子３３の間に配設される拡散光学系５１Aの側面図である。 図１２の光学素子３３と拡散光学系５１Aの斜視図である。 図１２の光学素子３３と拡散光学系５１Aのマイクロプリズムアレイの構成を示す斜視図である。 図１２の光学素子３３と拡散光学系５１Aの平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係わる内視鏡の構成を示す構成図である。

内視鏡装置１は、細長の挿入部２と、挿入部２の基端部に接続され本体部３と、本体部３に接続された操作部４とを有して構成されている。挿入部２は、先端側から先端部１１、湾曲部１２、及び可撓管部１３が連設されて構成されている内視鏡である。先端部１１には、後述するように、先端部１１の側方を観察するための観察窓と、先端部１１の側方に照明光を出射する照明窓が設けられている。先端部１１は、観察窓を介して被写体からの光を受ける撮像素子を内蔵している。湾曲部１２は、先端部１１の基端部に接続されている。可撓管部１３の先端が湾曲部１２の基端部に接続され、基端は本体部３に接続されている。

本体部３は、中央処理装置（CPU）、ROM、RAM、画像処理部、光源、及び大容量記憶装置を内蔵している。本体部３は、表示装置１４をさらに有し、先端部１１の撮像素子により撮像して得られた内視鏡画像を表示装置１４に表示可能となっている。

操作部４は、ケーブル１５を介して本体部３と接続されている。操作部４は、ジョイスティック、フリーズボタンなどの各種操作部材を有している。例えば、内視鏡装置のユーザは、ジョイスティックを操作することによって、挿入部２の湾曲部１２を所望の方向へ湾曲させることができる。また、内視鏡装置のユーザは、フリーズボタンを操作することによって、表示装置１４に静止画を表示させることができる。

ユーザは、配管等の検査対象内に挿入部２を挿入し、検査部位の近傍に先端部１１の観察窓を位置させると、その検査部位の画像が内視鏡画像として、表示装置１４に表示させることができると共に、内視鏡画像の静止画、あるいは動画を内蔵された記憶装置に記録することができる。

なお、本実施の形態では、挿入部２と本体部３は、一体となっているが、挿入部２と本体部３は、コネクタ等で着脱可能に構成されていてもよい。
また、そのような分離可能な内視鏡装置は、内視鏡が操作部４と挿入部２を有し、その内視鏡が、表示装置を有する本体部に着脱可能な構成であってもよい。

さらになお、内視鏡装置は、操作部４と挿入部２と表示装置１４とが一体型であってもよい。
図２は、本実施の形態の内視鏡の挿入部２の先端部１１の斜視図である。

先端部１１は、略円柱形状を有し、先端部１１の中心軸Oに沿って先端側側面がカットされた平面部１１ａと、中心軸Oに対して所定の角度を有する傾斜面部１１ｂとを有する。平面部１１ａは、先端部１１の先端側に設けられ、傾斜面部１１ｂは、先端部１１の基端側に設けられている。

観察窓２１が平面部１１ａに設けられ、照明窓２２は傾斜面部１１ｂに設けられている。よって、観察窓２１は、先端部１１の側方を向き、照明窓２２は、先端部１１のやや斜め前方向を向いている。

図３は、先端部１１内の光学系を示す、先端部１１の中心軸Oに沿った断面図である。先端部１１の中心軸Oが、挿入部２の長手方向の軸と一致する。
先端部１１は、対物光学系３１と、ライトガイド３２と、光学素子３３とを備えている。先端部１１は、各種部材を配置し、固定するための先端硬性部材１１ｃを有している。図３では、先端硬性部材１１ｃは、簡略化して示している。対物光学系３１と、ライトガイド３２は、先端硬性部材１１ｃ内に固定されて配置されている。光学素子３３は、先端硬性部材１１ｃの側面に固定されている。

観察窓２１には、カバーガラス３４が設けられている。プリズム３５が、カバーガラス３４の背面側に配置されている。カバーガラス３４を通して入射した光は、プリズム３５で反射されて、先端部１１の中心軸Oに沿って先端部１１の基端側へ向かって出射される。プリズム３５から出射した光は、複数のレンズ３６を通って撮像部３７へ入射する。カバーガラス３４、プリズム３５及び複数のレンズ３６が、対物光学系３１を構成する。
以上のように、対物光学系３１は、挿入部２の長手方向に対して側方を観察するため、挿入部２先端の側方に配置される観察窓２１を有する側視観察用光学系を構成する。

撮像部３７は、カバーガラス３８と、CCD等の撮像素子３９を有している。複数のレンズ３６から出射され、カバーガラス３８を通った光は、撮像素子３９の撮像面に集光する。撮像素子３９は、撮像面に形成された光学像を光電変換して、内視鏡画像の撮像信号を出力する。

ライトガイド３２は、複数の光ファイバの束である。ライトガイド３２は、本体部３内の光源からの光を伝達する。ライトガイド３２は、先端部１１の中心軸Oに平行に配設されている。ライトガイド３２の先端部は、部分円柱形状を有している。

より具体的には、ライトガイド３２の先端面の断面は、部分円形状を有する。言い換えれば、ライトガイド３２の先端面は、先端部１１の中心軸Oに直交する方向であってかつ先端部１１の外周部の略周方向に延びた形状を有している。
ライトガイド３２の先端面は、光学素子３３の入射面３３ａに対向して配置されている。

図３に示すように、照明窓２２は、観察窓２１よりも、先端部１１の基端側に設けられ、観察窓２１は、照明窓２２よりも、先端部１１の中心軸O寄りに位置している。
また、先端硬性部材１１ｃには、照明窓２２からの照明光が観察窓２１に直接入射しないように、凸部１１ｄが形成されている。凸部１１ｄにより、照明窓２２からの照明光が観察窓２１に直接入射しないので、内視鏡画像にフレアが発生することが防止される。

なお、凸部１１ｄを設けなくても、照明窓２２の出射面３３ｂを含む仮想平面VPよりも下側に、観察窓２１を設けて、照明窓２２からの照明光が観察窓２１に直接入射しないようにしてもよい。すなわち、出射面３３ｂを含み且つ出射面３３ｂよりも拡張された仮想平面VPに対して、観察窓２１が挿入部２の中心軸側に位置するように、出射面３３ｂは、挿入部２の先端に向かうに従い挿入部２の中心に近づくように傾斜するように設けられていてもよい。

図４は、光学素子３３の斜視図である。光学素子３３は、樹脂、ガラスなどの透明部材からなるプリズム部材であり、屈折率ｎが、１．４５以上で２．１以下である材質によって形成されている。照明光が出射する出射面３３ｂに水滴が付着する場合もあるので、光学素子３３の屈折率は、水の屈折率よりも高いことが望ましい。
光学素子３３は、入射面３３ａと、出射面３３ｂと、底面３３ｃと、傾斜面３３ｄと、２つの側面３３ｅを有する多面体である。

入射面３３ａは、光学素子３３の基端面であり、本体部３の光源から出射された照明光が入射する。
出射面３３ｂは、入射面３３ａに対して直角よりも小さい角度をなす光学素子３３の上面である。光学素子３３の出射面３３ｂが、照明窓２２を構成する。出射面３３ｂは、入射面３３ａから入射した照明光の一部を反射させる反射面が形成される面である。
底面３３ｃは、入射面３３ａに対して直角をなしている面である。

傾斜面３３ｄは、光学素子３３の先端側において、入射面３３ａに直交する軸cに対して所定の角度θ１でカットされた面である。傾斜面３３ｄは、アルミニウムなどの金属材料が蒸着された鏡面となっている。すなわち、傾斜面３３ｄは、反射面が形成される面である。
各側面３３ｅは、軸cに平行な面である。

なお、出射面３３ｂからの出射光量を多くするため、光学素子３３の入射面３３ａと出射面３３ｂ以外の面、すなわち、傾斜面３３ｄだけでなく、底面３３ｃと２つの側面３３ｅも、アルミニウムなどの金属材料が蒸着された鏡面となっている。

ライトガイド３２の先端面から出射された光は、入射面３３ａを通して光学素子３３内に入射する。入射面３３ａから入射した光の一部は、出射面３３ｂに向けて照射され、入射面３３ａから入射した光の他の一部は、傾斜面３３ｄに向けて照射される。

出射面３３ｂは、軸cに対して、入射面３３ａからの光が出射面３３ｂで全反射するような角度θ２で形成されている。さらにその角度θ２は、出射面３３ｂで全反射した光が傾斜面３３ｄに向い、結果として、傾斜面３３ｄで反射した光が出射面３３ｂから、先端部１１の略側方に向けて出射するような角度である。
さらに、傾斜面３３ｄは、入射面３３ａに対して、入射面３３ａから直接入射した光が傾斜面３３ｄで反射し、結果として、傾斜面３３ｄで反射した光が出射面３３ｂから、先端部１１の略側方に向けて出射するような角度で形成されている。

以上のように、光学素子３３は、側視観察用光学系である対物光学系の視野を照明する照明光の出射位置が、挿入部２の先端の側方であって且つ観察窓２１の位置よりも挿入部２の基端側に設定される照明光学系を構成する。

そして、出射面３３ｂは、光源から出射され、挿入部２の長手方向に沿って進行する照明光の一部を反射させる反射面であり、傾斜面３３ｄは、本体部３の光源から出射され、挿入部２の長手方向に沿って進行する照明光の他の一部を反射すると共に、出射面３３ｂにて反射された照明光の一部を再度反射させ、照明光の出射位置から出射させる反射面である。

（作用）
図５は、光学素子３３の側面図であって、光学素子３３内を進行する照明光及び光学阻止３３から出射する照明光について説明するための図である。なお、光学素子３３の向きは、図３にて図示されている光学素子３３の向きと同じであり、図中右側が挿入部基端側、図中左側が挿入部前方としている。

光L1は、ライトガイド３２の先端面の上方にある発光点から出射した直進光である。そして、光L1はライトガイド３２の先端面から出射される光の一部を構成している。この光の一部L1は、出射面３３ｂで全反射して、その反射光が傾斜面３３ｄに向けて出射する。出射面３３ｂからの光は、傾斜面３３ｄで反射し、傾斜面３３ｄで反射した光L1は、出射面３３ｂから挿入部の側方であって、僅かに挿入部基端側に向かって出射する。出射面３３ｂと傾斜面３３ｄは、共に反射面である。このとき、傾斜面３３ｄ上での照明光の反射位置P2が、出射面３３ｂ上の照明光の反射位置P1よりも挿入部２の先端側に設定されるように、出射面３３ｂと傾斜面３３ｄは、設けられている。

光L2は、ライトガイド３２の先端面の下方にある発光点から出射した直進光である。そして、光L2はライトガイド３２の先端面から出射される光の一部を構成している。この光の他の一部L2は、傾斜面３３ｄへ向けて出射されて、傾斜面３３ｄで反射した光は、出射面３３ｂから挿入部の側方であって、僅かに挿入部前方に向かって出射する。

すなわち、出射面３３ｂは第１の反射面であり、傾斜面３３ｄは第２の反射面である。ライトガイド３２からの照明光の一部L1は、第１の反射面と第２の反射面で２回反射した後、出射面３３ｂから出射される。さらに、ライトガイド３２からの照明光の他の一部L2は、第２の反射面で１回反射した後、出射面３３ｂから出射される。

よって、これらの２回反射して出射される照明光と、１回反射して出射される照明光とにより、挿入部の側方における基端側及び側方における前方の両方を照射することができる。つまり、観察領域に対して挿入部基端側を光L1が、観察領域に対して挿入部前方を光L2が照明することになる。このため観察領域全体に対して照明光を照射することが可能となる。

また、光L3は、ライトガイド３２の先端面の上方から出射した発散光である。そして、光L3はライトガイド３２の先端面から出射される光の一部を構成している。この光の一部L3は、光L1と同様、出射面３３ｂ及び傾斜面３３ｄにて２回反射した後、出射面３３ｂから出射される。そして、その出射方向は、光L1と同様、挿入部の側方であって僅かに基端側に向かう方向となるものの、光L1の出射方向と光L2の出射方向の間となる。つまり、光L3の出射方向は、挿入部の長手方向に対して垂直方向に近くなり、観察領域の中心の方向とのなす角度が小さくなる。このため、観察領域が挿入部から近い位置および遠い位置はもちろんのこと、近い位置から遠い位置までの広い範囲に亘って、観察領域に対して照明光を照射することが可能となる。

従って、上述した実施の形態によれば、光学素子３３内で２回反射する光L1と、１回反射する光L2とが、被写体に向かって照射されるため、側方の観察領域において先端部に近い位置から遠い位置までの広い範囲に亘って、配光ムラを抑制して観察領域に照明光を照射することができる側視内視鏡を提供することができる。

（変形例１）
上述した実施の形態では、光学素子３３の屈折率が空気よりも高く且つ入射面３３ａからの光が出射面３３ｂで全反射する光学素子３３が使用されているが、光学素子３３の屈折率が高くない場合は、出射面３３ｂにおける全反射が、入射角によっては確実に得られない場合がある。例えば、出射面３３ｂに屈折率の比較的高い液体が付着すると、出射面３３ｂにおける全反射が得られない場合がある。

そこで、本変形例では、光学素子３３の出射面３３ｂにおける全反射を確実に得られるように、屈折率の低い層を出射面３３ｂに設けた。
図６は、本変形例１に関わる先端部１１の光学素子の構成を示す側面図である。

光学素子３３の出射面３３ｂに、ガラスプレート４１が、透明な接着剤の層（以下、接着層という）４２を介して接着されている。例えば、光学素子３３の屈折率ｎが、１．７で、接着層４２の屈折率ｎ１が、１．５で、ガラスプレート４１の屈折率ｎ２が、１．４５である。

すなわち、光学素子３３の出射面３３ｂ上に、接着剤を介して接着された光学板部材であるガラスプレート４１を設け、その接着剤による接着層４２の屈折率は、光学素子３３の屈折率よりも低い。

このように、光学素子３３に密着して屈折率の低い接着層４２が設けられているので、入射面３３ａからの光は、光学素子３３の出射面３３ｂにおいて全反射されて、傾斜面３３ｄに向う。

従って、本変形例によれば、出射面３３ｂに屈折率の比較的高い液体が付着しても、出射面３３ｂにおける全反射を確実に得られる。

（変形例２）
上述した実施の形態では、ライトガイド３２からの出射光が、光学素子３３の入射面３３ａに入射して、出射面３３ｂから出射しているが、本変形例２では、出射面３３ｂにおいて光を散乱させて、より均一な照明光を被写体へ照射できるようにしている。

本変形例２を、図６を用いて説明する。
本変形例２の構成は、図６に示すように、出射面３３ｂに、接着剤によりガラスプレート４１A取り付けられている。さらに、ガラスプレート４１Aの接着層４２と接触している面４１ａは、砂目加工が施された散乱面となっている。すなわち、光学板部材であるガラスプレート４１Aは、その接着剤側の表面に光拡散機能を有している。

従って、本変形例２によれば、ライトガイド３２から出射した光は、光学素子３３内において１回反射された光と２回反射された光となって出射面３３ｂから出射するが、光は、出射面３３ｂに設けられたガラスプレート４１Aの散乱面である面４１ａにより散乱されて、出射角度が大きくなって出射して、被写体に均一な照明光として照射されるので、配光ムラが抑制される。

以上のように、本変形例２によれば、光学素子３３から出射された光をガラスプレート４１Aの面４１ａにおいて散乱されるので、第１の実施の形態の効果に加えて、照明光は、配光ムラがより抑制されるという効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態の変形例２では、光学素子３３から出射した光がガラスプレート４１Aの散乱面により散乱されるが、本実施の形態では、光学素子３３に入射する前の光を散乱させて、被写体への照明光をより均一に照射するようにした。

本実施の形態における内視鏡装置の構成は、第１の実施の形態の内視鏡装置と同様の構成であるので、同じ構成要素については、同じ符号を用いて、説明は省略する。
さらに、本実施の形態の先端部１１は、第１の実施の形態と同じ観察窓２１と照明窓２２を有し、対物光学系３１及び光学素子３３も、先端部１１内において第１の実施の形態と同じ位置に配設されている。

図７は、ライトガイド３２と光学素子３３の間に配設される拡散光学系５１の側面図である。図８は、図７の光学素子３３と拡散光学系５１の斜視図である。図９は、図７の光学素子３３と拡散光学系５１のマイクロプリズムアレイの構成を示す斜視図である。図１０は、図７の光学素子３３と拡散光学系５１の平面図である。図１１は、図７の光学素子３３と拡散光学系５１の基端側から見た側面図である。

拡散光学系５１は、マイクロプリズムアレイを有する拡散板５２を有する。
拡散板５２は、樹脂製であり、複数の凹部が一方の面５２ａ上にマトリックス状に形成された板状部材である。凹部は、図９に示すように、逆四角錐台形状を有している。拡散板５２の、複数の凹部が形成されている面５２ａの裏面は、平面部である。

ライトガイド３２の先端には、ロッドレンズ５３が配設されている。
ライトガイド３２の先端面３２ａの断面は、図８に示すように、部分円形状を有する。ロッドレンズ５３も、図９に示すように、部分円柱形状を有し、その断面は、ライトガイド３２の先端面３２ａと同じ形状を有する。

ライトガイド３２の先端面３２ａは、ロッドレンズ５３の基端面５３ａに対向するように配設されている。
ロッドレンズ５３の先端面５３ｂが、拡散板５２の面５２ａに対向するように、拡散板５２は、拡散光学素子であり、ロッドレンズ５３に対して配設される。

拡散板５２は、接着剤により光学素子３３の入射面３３ａ１に接着されている。よって、拡散板５２の平面部は、接着剤の接着層５４を介して光学素子３３の入射面３３ａに固定されている。拡散板５２も、図９に示すように、部分円柱形状を有し、その断面は、ライトガイド３２の先端面３２ａと同じ形状を有する。

以上のように、照明光学系は、光学素子３３の入射面３３ａの手前に配置されかつ入射面３３ａに入射する照明光を拡散させる拡散板５２を有している。拡散光学素子である拡散板５２は、拡散面を有する板状部材である。そして、拡散板５２は、マイクロプリズムアレイを有する拡散面とは反対側の面に平面部を有し、平面部が入射面３３ａに対向するように、拡散板５２は、配置されている。

例えば、光学素子３３の屈折率及び拡散板５２の屈折率は、１．８８であり、接着層５４の屈折率は、光学素子３３の屈折率及び拡散板５２の屈折率よりも小さい、１．５である。

ライトガイド３２の先端面から出射された光は、レンズ作用のないロッドレンズ５３の基端面５３ａに入射する。ロッドレンズ５３内を通った光は、先端面５３ｂから出射され、拡散板５２の面５２ａに入射する。拡散板５２に入射した光は、マイクロプリズムアレイの作用により拡散する。

拡散板５２から面５２ｂから出射した光の出射角度は、ロッドレンズ５３の先端面５３ｂから出射した光の出射角度よりも拡大されて大きくなる。
拡散板５２から面５２ｂから出射した光は、接着剤の接着層５４を通って、光学素子３３の入射面に入射する。

その結果、光学素子３３の出射面３３ｂから出射される照明光の出射角度は、広がるので、照明ムラがより抑制される。
以上のように、本実施の形態によれば、光学素子３３に入射する光を拡散光学系５１において散乱されるので、第１の実施の形態の効果に加えて、照明光は、配光ムラがより抑制されるという効果を得ることができる。

（変形例３）
上述した第２の実施の形態では、拡散光学系５１により照明光は拡散されるが、本変形例３では、さらに光学素子３３の入射面において光を散乱させて、より均一な照明光を被写体へ照射できるようにしている。

本変形例３を、図７から図１１を用いて説明する。本変形例の光学素子３３Aは、光学素子３３と同じ形状を有するが、入射面３３ａ１は、砂目加工処理が施されている。
光学素子３３Aの入射面３３ａ１は砂目加工処理された面であるため、光は、より拡散されて光学素子３３A内に入射する。

その結果、光学素子３３Aの出射面３３ｂから出射される照明光の出射角度は、広がるので、照明ムラがより抑制される。
以上のように、本変形例３によれば、光学素子３３Aに入射する光を拡散光学系５１及び入射面３３ａ１において散乱されるので、第１の実施の形態の効果に加えて、照明光は、配光ムラがより抑制されるという効果を得ることができる。

なお、砂目加工処理は、入射面３３ａ１ではなく、傾斜面３３ｄに施してもよい。

（第３の実施の形態）
第１の実施の形態の変形例２では、光学素子３３から出射された光が散乱されるが、本実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、光学素子３３に入射する前の光を散乱させて、被写体への照明光をより均一に照射するようにした。

本実施の形態における内視鏡装置の構成は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の内視鏡装置と同様の構成であるので、同じ構成要素については、同じ符号を用いて、説明は省略する。

さらに、本実施の形態の先端部１１は、第１の実施の形態と同じ観察窓２１と照明窓２２を有し、対物光学系３１及び光学素子３３も、先端部１１内において第１の実施の形態と同じ位置に配設されている。

また、本実施の形態では、第２の実施の形態の拡散光学系の拡散板５２を用いているが、拡散板５２の向きが異なる。
図１２は、ライトガイド３２と光学素子３３の間に配設される拡散光学系５１Aの側面図である。図１３は、図１２の光学素子３３と拡散光学系５１Aの斜視図である。図１４は、図１２の光学素子３３と拡散光学系５１Aのマイクロプリズムアレイの構成を示す斜視図である。図１５は、図１２の光学素子３３と拡散光学系５１Aの平面図である。

拡散光学系５１Aは、マイクロプリズムアレイである拡散板５２を有する。拡散板５２は、第２の実施の形態の拡散板５２の向きを変更し、複数の凹部を有する面５２ａが先端側に向くように配設されている。また、拡散板５２の平面部は、ロッドレンズ５３の先端面５３ｂに対向するように配設されている。よって、第２の実施の形態の接着層５４は、設けられていない。
その他の構成は、第２の実施の形態の構成と同じである。すなわち、拡散板５２は、拡散板５２の拡散面が、光学素子３３の入射面３３ａに対向するように、配置されている。

ライトガイド３２の先端面から出射された光は、レンズ作用のないロッドレンズ５３の基端面５３ａに入射する。ロッドレンズ５３内を通った光は、先端面５３ｂから出射され、拡散板５２の平面部に入射する。光は、拡散板５２の面５２ａから出射するときに、マイクロプリズムアレイの作用により拡散する。

拡散板５２の面５２ａから出射する光の出射角度は、ロッドレンズ５３の先端面５３ｂから出射した光の出射角度よりも拡大されて大きくなる。
その結果、光学素子３３の出射面３３ｂから出射される照明光の出射角度は、広がるので、照明ムラがより抑制される。

以上のように、本実施の形態によれば、光学素子３３に入射する光を拡散光学系５１Aにおいて散乱されるので、第１の実施の形態の効果に加えて、照明光は、配光ムラがより抑制されるという効果を得ることができる。

（変形例４）
第２の実施の形態の変形例３では、ライトガイド３２からの出射光が、光学素子３３の入射面３３ａにおいて散乱されて、より均一な照明光を被写体へ照射できるようにしている。本変形例４の光学素子では、第３の実施の形態の構成に加えて、さらに、光学素子３３Bの傾斜面３３ｄ１に砂目加工を施して、さらなる光の散乱が得られるように構成されている。

本変形例４を、図１２〜図１５を用いて説明する。
本変形例４は、第３の実施の形態において、図１２〜図１５に示すように、傾斜面３３ｄ１に砂目加工を施してから、アルミニウム蒸着処理することにより、傾斜面３３ｄ１は、光を散乱させて反射する反射面となっている。

従って、本変形例４によっても、ライトガイド３２から出射した光は、光学素子３３内の傾斜面３３ｄ１において散乱するように反射して、出射面３３ｂから出射するので、出射角度が大きくなって被写体に均一な照明光として照射されるので、配光ムラが抑制される。

よって、本変形例４によれば、光学素子３３Bに入射する光を拡散光学系５１及び傾斜面３３ｄ１において散乱されるので、第３の実施の形態の効果に加えて、照明光は、配光ムラがより抑制されるという効果を得ることができる。
なお、砂目加工処理は、傾斜面３３ｄ１ではなく、入射面３３ａに施してもよい。

以上のように、上述した各実施の形態及び変形例によれば、挿入部の先端部の側方を観察可能な内視鏡において被写体が挿入部に近い位置から遠い位置場合までの広い範囲に亘って、観察領域内の配光ムラを抑制して、観察領域に照明光を照射することができる内視鏡を提供することができる。

特に、上述した各実施の形態及び変形例によれば、観察窓と、照明光の出射位置を近づけることができるので、観察系の光軸と照明系の光軸とを平行に近づけることができ、結果として、照明ムラを抑えることができる。

また、従来の内視鏡のように、先端部の側面に、観察窓側が高くなるように傾斜した反射面を有する構成の場合、観察窓側が高くなるように反射面が傾斜し露出しているため、反射面のところにゴミが溜まりやすいという問題も生じるが、上述した各実施の形態及び変形例の内視鏡では、このような問題はない。

なお、上述した各実施の形態及び変形例においては、側視用の観察窓２１及び照明窓２２及び光学素子３３は、挿入部２の先端部１１に設けられているが、側視用の観察窓２１及び照明窓２２及び光学素子３３は、挿入部２の先端部１１に着脱可能な先端アダプタ内に設けてもよい。
さらになお、上述した各実施の形態及び変形例の内視鏡装置１の挿入部２は、可撓性を有するが、内視鏡は、挿入部が可撓性を有さない硬性鏡であってもよい。

また、上述した各実施の形態及び変形例の内視鏡では、先端部の側方は、先端部の軸ｃに対して直角方向であるが、先端部の側方とは、先端部の軸ｃに対して直角な方向だけでなく、直角に近い角度の方向でもよく、略側方を含む。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本出願は、２０１６年３月３日に日本国に出願された特願２０１６−４１５００号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

本発明の一態様の内視鏡は、挿入部の長手方向に対して側方を観察するため、挿入部先端の側方に配置される観察窓を有する側視観察用光学系と、前記側視観察用光学系の視野を照明する照明光の出射位置が、前記挿入部先端の側方であって且つ前記観察窓位置よりも挿入部基端側に設定される照明光学系と、を有する内視鏡であって、前記照明光学系は、光源から出射され、前記長手方向に沿って進行する照明光の一部を反射させる第１の反射面と、前記光源から出射され前記長手方向に沿って進行する照明光の他の一部を反射すると共に、前記第１の反射面にて反射された照明光の前記一部を再度反射させ、前記出射位置から出射させる第２の反射面と、を有し、前記第１の反射面と前記第２の反射面は、前記第２の反射面上での前記第１の反射面にて反射された照明光の前記一部の第２の反射位置が、前記第１の反射面上の前記照明光の第１の反射位置よりも前記挿入部先端側に設定されるように、設けられている。

Claims (13)

1. 挿入部の長手方向に対して側方を観察するため、挿入部先端の側方に配置される観察窓を有する側視観察用光学系と、
   前記側視観察用光学系の視野を照明する照明光の出射位置が、前記挿入部先端の側方であって且つ前記観察窓位置よりも挿入部基端側に設定される照明光学系と、
   を有する内視鏡であって、
   前記照明光学系は、
   光源から出射され、前記長手方向に沿って進行する照明光の一部を反射させる第１の反射面と、
   前記光源から出射され、前記長手方向に沿って進行する照明光の他の一部を反射すると共に、前記第１の反射面にて反射された照明光の前記一部を再度反射させ、前記出射位置から出射させる第２の反射面と、を有し、
   前記第１の反射面と前記第２の反射面は、前記第２の反射面上での前記第１の反射面にて反射された照明光の前記一部の第２の反射位置が、前記第１の反射面上の前記照明光の第１の反射位置よりも前記挿入部先端側に設定されるように、設けられていることを特
   徴とする内視鏡。
2. 前記照明光学系は、
   前記光源から出射された照明光が入射する入射面と、
   前記入射面から入射した照明光の前記一部を反射させる前記第１の反射面が形成される第１の面と、
   前記第２の反射面が形成される第２の面と、
   を有する光学素子を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記第１の面を含み且つ前記第１の面よりも拡張された仮想平面に対して、前記観察窓が前記挿入部の中心軸側に位置するように、前記第１の面は、前記挿入部の先端に向かうに従い前記挿入部の中心に近づくように傾斜していることを特徴する請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記光学素子は、屈折率が１．４５以上で２．１以下である材質によって形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡。
5. 前記挿入部は、前記挿入部先端に先端部を有し、
   前記観察窓は、前記先端部の側面が前記挿入部の軸に沿ってカットされた平面部に設けられ、
   前記照明窓は、前記軸に対して所定の角度を有する前記先端部の傾斜面部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
6. 前記光学素子の第１の面上に、接着剤を介して接着された光学板部材をさらに有し、
   前記接着剤は、その屈折率が前記光学素子よりも低いことを特徴とする請求項５記載の内視鏡。
7. 前記光学板部材は、その前記接着剤側の表面に光拡散機能を有していることを特徴とする請求項６記載の内視鏡。
8. 前記照明光学系は、前記光学素子の前記入射面の手前に配置されかつ前記入射面に入射する照明光を拡散させる拡散光学素子をさらに有することを特徴とする請求項２記載の内視鏡。
9. 前記拡散光学素子は、拡散面を有する板状部材であることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡。
10. 前記拡散光学素子は、前記拡散面とは反対側の面に平面部を有し、
    前記平面部が前記入射面に対向するように、前記拡散光学素子は、配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の内視鏡。
11. 前記光学素子の前記入射面又は前記第２の面は、砂目加工が施されていることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡。
12. 前記拡散面が前記入射面に対向するように、前記拡散光学素子は、配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の内視鏡。
13. 前記光学素子の前記第２の面又は前記入射面は、砂目加工が施されていることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡。

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