WO2016027634A1 - 内視鏡装置 - Google Patents

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WO2016027634A1
WO2016027634A1 PCT/JP2015/071556 JP2015071556W WO2016027634A1 WO 2016027634 A1 WO2016027634 A1 WO 2016027634A1 JP 2015071556 W JP2015071556 W JP 2015071556W WO 2016027634 A1 WO2016027634 A1 WO 2016027634A1
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optical system
illumination optical
light distribution
observation
light
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PCT/JP2015/071556
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伸彦 曾根
高頭　英泰
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オリンパス株式会社
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    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0607—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements for annular illumination
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    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
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    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A61B1/0676—Endoscope light sources at distal tip of an endoscope
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2461—Illumination

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope apparatus, and more particularly to an endoscope apparatus provided with a plurality of illumination optical systems at a distal end insertion portion.
  • an illumination optical system that irradiates a subject with illumination light an observation optical system that observes the subject, a channel that leads out a treatment instrument, and a nozzle that cleans the lens surface of the observation optical system Etc.
  • An endoscope apparatus that efficiently irradiates a wide field of view by arranging a plurality of illumination optical systems has also been proposed.
  • an observation window of an observation optical system, a forceps opening having a circular shape larger than the observation window, illumination light, and the like are provided in the front end surface of the insertion portion.
  • a plurality of light irradiation windows are arranged so that the plurality of light irradiation windows sandwich the observation window, and the light irradiation angle and light distribution of the illumination optical system arranged close to the observation optical system
  • a wide endoscopic device is disclosed.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and provides an endoscope apparatus capable of suppressing flare and halation and performing good observation while ensuring sufficient light distribution and brightness.
  • the purpose is to do.
  • One aspect of the present invention is an observation optical system that is provided at a distal end of an insertion portion of an endoscope apparatus and for observing an observation target, and illumination light that is provided in the insertion portion and is emitted from a light source.
  • a plurality of illumination optical systems that illuminate the same field of view by distributing light to the illumination optical system, and among the plurality of illumination optical systems, the illumination optical system with the widest light distribution is more than the illumination optical system with the narrowest light distribution.
  • An endoscope apparatus that is far from the optical system and satisfies the following conditional expression is provided.
  • f W is the focal length of the illumination optical system with the widest light distribution
  • f S is the focal length of the illumination optical system with the narrowest light distribution
  • ⁇ W is the most object of the illumination optical system with the widest light distribution.
  • the outer diameter of the lens located on the side surface, and ⁇ S is the outer diameter of the lens located on the most object side surface of the narrowest light distribution illumination optical system.
  • conditional expression (1) by satisfying conditional expression (1), the illumination light quantity can be increased and the light distribution can be wide, flare and halation can be suppressed, and good observation can be performed. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the light distribution of the illumination closer to the observation optical system becomes wider, and problems such as flare and halation are likely to occur. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, one of the light distributions becomes too wide, so that only the direction in which the light is placed is brightened, and it is strong against flare and halation, but only a part of the screen. It becomes a bright and uneven illumination optical system.
  • conditional expression (1) is satisfied.
  • the illumination optical system has a large amount of illumination light or a wide light distribution, the amount of light in the peripheral part increases, so flare that directly enters the observation optical system, and strong resistance to the peripheral part when approaching the subject
  • the frequency of occurrence of optical defects such as halation that irradiates light and part of the observation screen flies white increases.
  • the illumination optical system arranged close to the observation optical system illumination that reduces flare and halation the light amount of the illumination optical system is reduced and the light distribution is made relatively narrow. There is a need. That is, it is necessary to increase the focal length of the illumination optical system and reduce the lens outer diameter.
  • the illumination optical system disposed at a far position needs to be configured with a large illumination light amount and a wide light distribution. That is, the focal length is reduced and the lens outer diameter is increased. That is, it is necessary to satisfy the conditional expression (1) in order to satisfy these two configurations simultaneously.
  • conditional expression (1 ′) instead of conditional expression (1), and it is more preferable to apply (1 ′′) instead of (1) or (1 ′).
  • conditional expression 1.6 ⁇
  • f L is the focal length of the observation optical system
  • ⁇ L is the maximum image height of the observation optical system.
  • conditional expression (2) it is possible to provide illumination suitable for close-up observation. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the light distribution of the illumination optical system becomes too narrow, or the visual field range of the observation optical system becomes too wide, and good observation cannot be performed. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, on the contrary, the field of view of the observation optical system becomes too narrow.
  • conditional expression (2) is satisfied. That is, when observing close to the subject, the influence of the illumination optical system arranged far from the observation optical system is weakened, and the illumination optical system arranged at a close position greatly affects the observation. In general, when a close observation is performed, the object becomes a flat object, which may make it difficult to observe by direct reflected light from the object, and the illumination optical system needs to be appropriately set. Furthermore, when close, the necessary irradiation range is strongly affected by the observation range depending on the angle of view of the observation optical system. For this reason, in order to provide illumination particularly suitable for close-up observation, it is necessary to satisfy the conditional expression (2) regarding the relationship between the illumination optical system and the observation optical system.
  • conditional expression (2) it is more preferable to apply the following conditional expression (2 ′) instead of conditional expression (2), and it is more preferable to apply (2 ′′) instead of (2) or (2 ′).
  • r 1 is the distance between the center of the observation optical system and the center of the illumination optical system with a narrow light distribution
  • r 2 is the distance between the center of the observation optical system and the center of the illumination optical system with a wide light distribution.
  • conditional expression (3) By satisfying conditional expression (3) in this way, the brightness of the entire observation range at the time of proximity becomes uniform, and better observation can be performed. If the lower limit of the conditional expression (3) is not reached, only the direction in which illumination with a wide light distribution is arranged is illuminated brightly, and the brightness of the entire observation range is not uniform. Moreover, when the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the brightness of the entire observation range is not preferable.
  • conditional expression (3) is as follows. When illuminating optical systems with different light distributions are arranged, the brightness of the entire observation range at the time of proximity is more uniform when distant illuminations with a wide light distribution are arranged at a distance from the observation optical system. Therefore, it is preferable to satisfy the conditional expression (3) because good observation is facilitated. It is more preferable to apply the following conditional expression (3 ′) instead of conditional expression (3). 1.2 ⁇ r 2 / r 1 ⁇ 1.8 (3 ′)
  • conditional expressions (4) and (5) satisfactory observation can be performed by satisfying the conditional expressions (4) and (5).
  • conditional expressions (4) and (5) the light distribution becomes extremely wide below the lower limit, and the frequency of occurrence of optical defects such as flare and halation increases.
  • the upper limit in conditional expressions (4) and (5) is exceeded, the illumination optical system is arranged at a position far from the observation optical system, and sufficient light cannot enter the observation range, or the light distribution of the illumination optical system is It is too narrow to ensure sufficient brightness.
  • the reason for satisfying the conditional expressions (4) and (5) is as follows.
  • the influence also changes. Therefore, for each illumination optical system, it is preferable to appropriately set the illumination light distribution according to the distance between the illumination optical system and the observation optical system. Therefore, it is desirable to satisfy the conditional expressions (4) and (5) in order to perform good observation.
  • the angle characteristics of the illumination optical system with the narrowest light distribution and the illumination optical system with the widest light distribution may satisfy the following conditional expressions.
  • ⁇ S (60) is the ratio of the amount of emitted light with respect to the center (exit angle 0 °) at 60 ° of the illumination optical system with the narrowest light distribution
  • ⁇ W (60) is 60 of the illumination optical system with the widest light distribution. This is the ratio of the amount of emitted light with respect to the center at 0 ° (exit angle 0 °).
  • conditional expression (6) it is possible to sufficiently ensure the brightness of the peripheral portion when close to each other. That is, at the time of proximity, the light of a certain illumination optical system in the distance is sufficiently incident within the observation range, so that it is possible to ensure a balanced brightness without unevenness. It is more preferable to apply the following conditional expression (6 ′) instead of conditional expression (6), and it is more preferable to apply (6 ′′) instead of (6) or (6 ′). ⁇ W (60) / ⁇ S (60) ⁇ 1.15 (6 ′) ⁇ W (60) / ⁇ S (60) ⁇ 1.50 (6 ′′)
  • the angle characteristics of the illumination optical system with the narrowest light distribution and the illumination optical system with the widest light distribution may satisfy the following conditional expressions.
  • ⁇ S (50) is the ratio of the amount of emitted light with respect to the center (exit angle 0 °) at 50 ° of the illumination optical system with the narrowest light distribution
  • ⁇ W (50) is the illumination optical system with the widest light distribution. This is the ratio of the amount of emitted light with respect to the center (exit angle 0 °) at 50 °.
  • conditional expressions (7) and (8) By satisfying the conditional expressions (7) and (8) in this way, even when the distance between the distal end of the insertion portion of the endoscope apparatus and the subject is somewhat apart, it is possible to perform observation well. If the lower limit of conditional expressions (7) and (8) is not reached, the observation when the distance between the distal end of the insertion portion of the endoscope apparatus and the subject is good will be good, but the observation at the time of proximity will be bad. If the upper limit of conditional expressions (7) and (8) is exceeded, on the contrary, the observation at the time of closeness becomes good, but the distance observation is hindered.
  • conditional expressions (7 ′) and (8 ′) instead of the conditional expressions (7) and (8). 0.10 ⁇ ⁇ S (50 °) ⁇ 0.20 (7 ′) 0.15 ⁇ ⁇ W (50 °) ⁇ 0.25 (8 ′)
  • the illumination optical system with the widest light distribution has a larger amount of emitted light than the illumination optical system with the narrowest light distribution, and the distance from the observation optical system may be longer.
  • the illumination optical system with a wide light distribution is arranged farther than the observation optical system, in order to enable a better observation due to the observation at close proximity, the one with a large amount of light emitted from the illumination optical system with a wide light distribution Is preferred. Even when the illumination optical system with a wide light distribution is arranged at a distance as described above, it is possible to provide a sufficient amount of light to the observation range arranged at a close position by increasing the amount of emitted light.
  • the illumination optical system with the widest light distribution has a smaller amount of emitted light than the illumination optical system with the narrowest light distribution, and the distance from the observation optical system may be long. .
  • the present invention it is possible to suppress flare and halation while ensuring sufficient light distribution and brightness, and to perform an excellent observation.
  • FIG. 1 shows an insertion portion distal end surface 10 of the endoscope apparatus according to the present embodiment.
  • the endoscope apparatus has an observation optical system 1 for observing the observation target at the distal end of the insertion section, and distributes illumination light emitted from a light source (not shown) to the observation target to provide the same field of view.
  • a plurality of illumination optical systems 2 and 3 for illuminating, a channel 4 for retracting a treatment tool such as a forceps, and a nozzle 5 for cleaning dirt attached to a lens such as an observation window or an illumination window are provided.
  • the endoscope apparatus includes two illumination optical systems 2 and 3 having different distances and light distribution characteristics from the observation optical system 1 as a plurality of illumination optical systems.
  • the illumination optical system 3 disposed at a position farther than the illumination optical system 2 with respect to the observation optical system 1 is an illumination optical system having a wider light distribution than the illumination optical system 2. . That is, the illumination optical system 2 with a narrow light distribution is arranged at a position away from the center of the observation optical system 1 and the illumination optical system 3 with a wide light distribution is arranged at a position away from r2 (r1 ⁇ r2).
  • the illumination optical system 2 has a large amount of illumination light or a wide light distribution, so that the flare that directly enters the observation optical system 1 or the peripheral portion when approaching the subject.
  • the frequency of occurrence of optical defects such as halation in which a portion of the observation screen flies white when irradiated with strong light is increased.
  • the light amount of the illumination optical system 2 is reduced and the light distribution is relatively narrow. It is necessary to consist of. That is, it is necessary to increase the focal length of the illumination optical system 2 and reduce the lens outer diameter.
  • the illumination optical system 3 disposed at a distant position needs to be configured with a large illumination light amount and a wide light distribution. That is, the focal length is reduced and the lens outer diameter is increased. That is, the narrow light distribution illumination optical system 2 and the wide light distribution illumination optical system 3 are arranged so as to satisfy the following conditional expression (1).
  • f W is the focal length of the illumination optical system 3 with the widest light distribution
  • f S is the focal length of the illumination optical system 2 with the narrowest light distribution
  • ⁇ W is the illumination optical system 3 with the widest light distribution. Is the outer diameter of the lens located closest to the object side
  • ⁇ S is the outer diameter of the lens located closest to the object side of the illumination optical system 2 with the narrowest light distribution.
  • conditional expression (1) By satisfying conditional expression (1), the illumination light quantity can be made large and the light distribution can be wide, flare and halation can be suppressed, and good observation can be performed.
  • the upper limit of conditional expression (1) When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the light distribution of the illumination optical system 2 closer to the observation optical system 1 becomes wider, and problems such as flare and halation are likely to occur.
  • the lower limit of conditional expression (1) if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, one of the light distributions becomes too wide, so that only the direction in which the light is placed is brightened, and it is strong against flare and halation, but only a part of the screen. It becomes a bright and uneven illumination optical system.
  • conditional expression (1 ′) instead of conditional expression (1), and it is more preferable to apply (1 ′′) instead of (1) or (1 ′).
  • the illumination optical system 2 and the observation optical system 1 are configured to satisfy the following conditional expression (2) in order to provide an illumination optical system particularly suitable for close-up observation.
  • f L is the focal length of the observation optical system
  • phi L is the maximum image height of the observation optical system 1.
  • conditional expression (2) illumination suitable for close-up observation can be achieved. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the light distribution of the illumination optical system 2 becomes too narrow, or the visual field range of the observation optical system 1 becomes too wide, so that good observation cannot be performed. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, on the contrary, the viewing field of the observation optical system 1 becomes too narrow.
  • conditional expression (2) it is more preferable to apply the following conditional expression (2 ′) instead of conditional expression (2), and it is more preferable to apply (2 ′′) instead of (2) or (2 ′).
  • r 1 is the distance between the center of the observation optical system 1 and the center of the narrow-light illumination optical system 2
  • r 2 is the center of the observation optical system 1 and the center of the wide-light illumination optical system 3. Distance.
  • conditional expression (3) By satisfying conditional expression (3), the brightness of the entire observation range at the time of proximity becomes uniform, and better observation can be performed. If the lower limit of the conditional expression (3) is not reached, only the direction in which illumination with a wide light distribution is arranged is illuminated brightly, and the brightness of the entire observation range is not uniform. Moreover, when the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the brightness of the entire observation range is not preferable. It is more preferable to apply the following conditional expression (3 ′) instead of conditional expression (3). 1.2 ⁇ r 2 / r 1 ⁇ 1.8 (3 ′)
  • conditional expressions (4) and (5) Satisfactory observation can be performed by satisfying conditional expressions (4) and (5).
  • conditional expressions (4) and (5) the light distribution becomes extremely wide below the lower limit, and the frequency of occurrence of optical defects such as flare and halation increases.
  • the upper limit in conditional expressions (4) and (5) is exceeded, the illumination optical system is arranged at a position far from the observation optical system 1 and sufficient light cannot enter the observation range, or the illumination optical systems 2 and 3 The light distribution is too narrow to ensure sufficient brightness.
  • conditional expression (6) the angle characteristics of the narrow-angle illumination optical system 2 and the wide-angle illumination optical system 3 satisfy the conditional expression (6). ing.
  • conditional expression (6) the light of the illumination optical system 3 located in the distance is sufficiently incident in the observation range at the time of proximity, so that a balanced brightness without unevenness is ensured. be able to.
  • ⁇ S (60) is the ratio of the amount of emitted light with respect to the center (exit angle 0 °) at 60 ° of the illumination optical system 2 with the narrowest light distribution
  • ⁇ W (60) is the illumination optical system 3 with the widest light distribution. Of the emitted light with respect to the center at 60 ° (exit angle 0 °).
  • conditional expression (6 ′) instead of conditional expression (6)
  • (6 ′′) instead of (6) or (6 ′).
  • the illumination optical system 2 with a narrow light distribution and the illumination optical system 3 with a wide light distribution are provided so that observation can be performed satisfactorily.
  • ⁇ S (50) is the ratio of the amount of emitted light with respect to the center (exit angle 0 °) at 50 ° of the illumination optical system 2 with the narrowest light distribution
  • ⁇ W (50) is the illumination optical system with the widest light distribution
  • 3 is an emitted light amount ratio with respect to the center (exit angle 0 °) at 50 °.
  • conditional expressions (7) and (8) If the lower limit of conditional expressions (7) and (8) is not reached, the observation when the distance between the distal end of the insertion portion of the endoscope apparatus and the subject is good is good, but the observation when close is bad. If the upper limit of conditional expressions (7) and (8) is exceeded, on the contrary, the observation at the time of closeness becomes good, but the distance observation is hindered.
  • conditional expressions (7 ′) and (8 ′) instead of the conditional expressions (7) and (8). 0.10 ⁇ ⁇ S (50 °) ⁇ 0.20 (7 ′) 0.15 ⁇ ⁇ W (50 °) ⁇ 0.25 (8 ′)
  • the illumination window of the wide light distribution illumination optical system 3 is made larger than the illumination window of the narrow light distribution illumination optical system 2, and the wide light distribution illumination optical system 3 is matched to the size of the irradiation window.
  • the amount of light emitted from the wide distribution light illumination optical system 3 can be made larger than that of the illumination optical system 2.
  • the illumination optical system 3 with wide light distribution is arranged farther than the observation optical system 1, it is possible to sufficiently illuminate the observation target by increasing the amount of light emitted by the illumination optical system 3 with wide light distribution. In other words, a sufficient amount of emitted light is supplied from the illumination optical system 3 arranged far from the observation optical system 1, so that a better observation can be performed when the observation target is arranged at a close position. Can do.
  • the illumination window of the narrow light distribution illumination optical system 2 is made larger than the illumination window of the wide light distribution illumination optical system 3, and the wide distribution of the narrow light distribution illumination optical system 2 according to the size of the irradiation window.
  • the amount of light emitted from the illumination optical system 2 with narrow light distribution can be made larger than that of the illumination optical system 3.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the observation optical system 1 in the present embodiment.
  • the observation optical system 1 includes a concave lens 11, a convex lens 12, an aperture stop S, a cemented lens 13 of a convex lens and a concave lens, a cover glass 14, and a CCD glass 9 in order from the object side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the wide-angle illumination optical system 3 in the present embodiment.
  • the illumination optical system 3 with wide light distribution includes, in order from the object side, a plano-convex lens 15, a biconvex lens 16, a glass rod 17 composed of a core and a clad, and a light that guides emitted light from a light source (not shown).
  • a guide 18 is provided. Then, the light emitted from the light guide 18 is reflected by each lens, whereby a constant light distribution can be obtained.
  • the illumination optical system various configurations such as a configuration with one convex lens, a simple configuration with one concave lens, and a configuration with two convex lenses can be applied. Since the light distribution becomes narrow when the number of lenses is small, the wide light distribution illumination optical system 3 in this embodiment is configured to include three convex lenses as described above.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the narrow-angle illumination optical system 2 in the present embodiment.
  • the narrowly distributed illumination optical system 2 includes a concave lens 19 and a light guide 18 that guides emitted light from a light source (not shown) in order from the object side.
  • the narrow light distribution illumination optical system 2 can also be configured to include three convex lenses in the same manner as the wide light distribution illumination optical system 3 described above.
  • FIG. 5 shows the light distribution characteristics of the illumination optical system 2.
  • a light distribution 8 is provided on a plane 7 that is 70 mm away from the illumination optical system 2.
  • the angle ⁇ is taken in the clockwise direction, and the brightness at that angle is ⁇ S. It is defined as (0). Since the light distribution is symmetric, ⁇ may be taken counterclockwise.
  • the light distribution characteristic ⁇ W ( ⁇ ) by the illumination optical system 3 can also be considered in the same manner as the light distribution characteristic of the illumination optical system 2 described above.
  • FIG. 6 shows the light distribution characteristic ⁇ LG ( ⁇ ) of the light guide 18.
  • the illumination optical system 2 having a narrow light distribution is disposed at a position relatively close to the observation optical system 1 and the light amount thereof is reduced, and at the same time, the position is relatively far from the observation optical system 1. Since the illumination optical system 3 having a wide light distribution is disposed and the amount of light is increased, it is possible to ensure a sufficient light distribution and brightness while suppressing flare and halation and to perform a good observation.
  • FIG. 7 shows a configuration of the insertion portion distal end 20 in the endoscope apparatus according to the modification of the embodiment of the present invention.
  • the endoscope apparatus according to this modification can be configured to include three illumination optical systems 2, 3, and 6 as a plurality of illumination optical systems.
  • the same reference numerals are assigned to the same reference numerals as those of the endoscope apparatus according to the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the illumination optical system 2 and the illumination optical system 6 are the same illumination optical system, and the light distribution is narrower than that of the illumination optical system 3.
  • the narrow light distribution illumination optical systems 2 and 6 are both arranged at the same distance from the observation optical system 1, and the wide light distribution illumination optical system 3 is a narrow light distribution illumination. It is arranged farther from the observation optical system 1 than the optical systems 2 and 6. That is, the illumination optical systems 2 and 6 with narrow light distribution are arranged away from the center of the observation optical system 1 and the illumination optical system 3 with wide light distribution is arranged at r2 away (r1 ⁇ r2).
  • the endoscope apparatus is also configured to satisfy the conditional expressions (1) to (8) described above, so that sufficient light distribution and brightness can be achieved while suppressing flare and halation. It is possible to ensure good observation.
  • r1 is the distance from the center of the observation optical system to the center of the illumination optical system with narrow light distribution
  • r2 is the distance from the center of the observation optical system to the center of the illumination optical system with wide light distribution
  • f W is The focal length of the illumination optical system with the widest light distribution
  • f S is the focal length of the illumination optical system with the narrowest light distribution
  • ⁇ W is the outer diameter of the lens located on the most object side surface of the illumination optical system with the widest light distribution
  • ⁇ S is the outer diameter of the lens located closest to the object side of the illumination optical system with the narrowest light distribution
  • f L is the focal length of the observation optical system
  • ⁇ L is the maximum image height of the observation optical system
  • ⁇ S (60 ) Is the ratio of the amount of emitted light to the center at 60 ° (exit angle 0 °) of the illumination optical system with
  • ⁇ S (50) is the center (exit) at 50 ° of the illumination optical system with the narrowest light distribution.
  • the emission light amount ratio with respect to the angle (0 °), and ⁇ W (50) is the emission light amount ratio with respect to the center (exit angle 0 °) at 50 ° of the illumination optical system with the widest light distribution.
  • r is a radius of curvature (unit: mm)
  • d is a surface separation (mm)
  • Nd is a refractive index with respect to d-line
  • ⁇ is an Abbe number.
  • the endoscope apparatus includes an observation optical system, and one narrow light distribution illumination optical system and a wide light distribution illumination optical system (see FIG. 1). Lens data of the observation optical system and the illumination optical system according to Example 1 are shown below.
  • the endoscope apparatus according to Embodiment 2 of the present invention includes an observation optical system, and one narrow light distribution illumination optical system and a wide light distribution illumination optical system (see FIG. 1). Lens data of the illumination optical system according to Example 2 is shown below. Since the observation optical system according to the present example is the same as the observation optical system according to Example 1, lens data is omitted.
  • Example 3 The endoscope apparatus according to Example 3 of the present invention includes an observation optical system, and one narrow light distribution illumination optical system and a wide light distribution illumination optical system (see FIG. 1). Lens data of the illumination optical system according to Example 3 is shown below. Since the observation optical system according to the present example is the same as the observation optical system according to Example 1, lens data is omitted.
  • Example 4 The endoscope apparatus according to the fourth embodiment of the present invention includes an observation optical system, two identical narrow light illumination optical systems, and one wide light illumination optical system (see FIG. 7). . Lens data of the observation optical system and the illumination optical system according to Example 4 are shown below.
  • the endoscope apparatus includes one narrow light distribution illumination optical system and a wide light distribution illumination optical system.
  • Lens data of the illumination optical system according to Example 5 is shown below. Since the observation optical system according to the present example is the same as the observation optical system according to Example 1, lens data is omitted.
  • Table 1 shows values related to the conditional expressions (1) to (8) in Examples 1 to 5 described above.

Abstract

　十分な配光と明るさを確保しながら、フレアやハレーションを抑制し、良好な観察を行う。　内視鏡装置の挿入部の先端に設けられ、観察対象を観察するための観察光学系と、挿入部に設けられ、光源から出射された照明光を観察対象に配光して同一視野を照明する複数の照明光学系と、を備え、複数の照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも観察光学系からの距離が遠く、以下の条件式を満たす内視鏡装置を提供する。　０．６≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦１．０　・・・　（１）　但し、ｆＷは最も広配光の照明光学系の焦点距離であり、ｆＳは最も狭配光の照明光学系の焦点距離であり、φＷは最も広配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径であり、φＳは最も狭配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径である。

Description

内視鏡装置
　本発明は、内視鏡装置、特に、先端の挿入部に複数の照明光学系を備えた内視鏡装置に関するものである。
　一般に、内視鏡装置の先端部には、被写体に照明光を照射する照明光学系、被写体を観察する観察光学系、処置具等を導出するチャンネル、及び観察光学系のレンズ面を洗浄するノズル等の構造物が配置されている。また、複数の照明光学系を配置することにより、広画角の視野を効率的に照射する内視鏡装置も提案されている。このような内視鏡装置として、例えば、特許文献１には、挿入部の先端面の面内に、観察光学系の観察窓と、観察窓よりも大径円形状の鉗子口と、照明光を照射する複数の光照射窓とを備え、複数の光照射窓が観察窓を挟むように配置され、観察光学系に対して近い位置に配置される照明光学系の光照射角、配光が広い内視鏡装置が開示されている。
特許第５０７５６５８号公報
　しかしながら、上述した特許文献１に開示された内視鏡装置のような構成とした場合、フレアやハレーションといった、観察上好ましくない不具合が発生しやすくなり、結果として、良好な観察を妨げてしまう構成となっている。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、十分な配光と明るさを確保しながら、フレアやハレーションを抑制し、良好な観察を行うことができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
　本発明の一態様は、内視鏡装置の挿入部の先端に設けられ、観察対象を観察するための観察光学系と、前記挿入部に設けられ、光源から出射された照明光を前記観察対象に配光して同一視野を照明する複数の照明光学系と、を備え、複数の該照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも前記観察光学系からの距離が遠く、以下の条件式を満たす内視鏡装置を提供する。
　０．６≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦１．０　・・・　（１）
　但し、ｆＷは最も広配光の照明光学系の焦点距離であり、ｆＳは最も狭配光の照明光学系の焦点距離であり、φＷは最も広配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径であり、φＳは最も狭配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径である。
　本態様によれば、条件式（１）を満たすことで、照明光量を大きく、広い配光とすることができ、フレアやハレーションを抑制し、良好な観察を行うことができる。
　条件式（１）の上限を超えると、観察光学系に近い方の照明の配光が広くなり、フレアやハレーション等の不具合が発生しやすくなる。その反面、条件式（１）の下限を下回ると、一方の配光が広くなりすぎるため、照明の置いてある方向のみ明るくなってしまい、フレア・ハレーションには強いが、画面の一部のみが明るい、ムラのある照明光学系となってしまう。
　条件式（１）を満たすことを規定しているのは、以下の理由による。一般に、照明光学系を照明の光量が大きい、又は、広い配光のものとした場合、周辺部の光量が多くなるため観察光学系に直接入るフレアや、被写体に近づいた際に周辺部に強い光が照射して観察画面の一部が白く飛んでしまうハレーション等の光学不具合を生じる頻度が高くなる。このため、観察光学系に対して近い位置に配置した照明光学系をフレアやハレーションを軽減する照明とするためには、照明光学系の光量を小さくして、さらに比較的狭い配光で構成する必要がある。すなわち、照明光学系の焦点距離を大きくし、レンズ外径を小さくして構成する必要がある。
　ところが、このように構成すると、遠方の照明光が足りなくなり、画面周辺の配光が不足してしまう。よって、複数の照明光学系のうち、遠い位置に配置された照明光学系は照明光量を大きく、広い配光で構成する必要がある。すなわち焦点距離を小さく、レンズ外径を大きくして構成する。すなわち、これら２つの構成を同時に満たすために条件式（１）を満たす必要がある。
　なお、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を適用するとより好ましく、（１）又は（１’）に代えて（１’’）を適用するとさらに好ましい。
　０．７≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦０．９５　・・・　（１’）
さらに、以下であるとなお良い。
　０．７５≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦０．９２　・・・　（１’’）
　上記態様において、以下の条件式を満たすこととしてもよい。
　１．６≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．８　・・・　（２）
　但し、ｆＬは観察光学系の焦点距離であり、φＬは観察光学系の最大像高である。
　このように条件式（２）を満たすことで、近接観察に適した照明を提供することができる。条件式（２）の下限を下回ると、照明光学系の配光が狭くなりすぎたり、観察光学系の視野範囲が広くなりすぎたりし、良好な観察ができなくなる。条件式（２）の上限を超えると、反対に、観察光学系の視野が狭くなりすぎるなど好ましくない。
　条件式（２）を満たすことを規定しているのは、以下の理由による。すなわち、被写体に近づいて観察する場合、観察光学系に対して遠方に配置された照明光学系の影響は弱まり、近い位置に配置された照明光学系が観察に大きく影響する。また、一般的に近接して観察する際には平面物体となるため、物体からの直接反射光により観察しにくくなることもあり、照明光学系を適切に設定する必要がある。さらに、近接した場合、必要な照射範囲は観察光学系の画角による観察範囲の影響も強く受ける。このような理由から、特に近接観察に適した照明を提供するには、照明光学系と観察光学系との関係についての条件式（２）を満たす必要がある。
　なお、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を適用するとより好ましく、（２）又は（２’）に代えて（２’’）を適用するとさらに好ましい。
　１．８≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．６　・・・　（２’）
　２．０≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．４　・・・　（２’’）
 
　上記態様において、以下の条件式を満たすこととしてもよい。
　１．０≦ｒ２／ｒ１≦２．０　・・・（３）
但し、ｒ１は観察光学系の中心と狭配光の照明光学系中心の距離であり、ｒ２は観察光学系の中心と広配光の照明光学系中心の距離である。
　このように条件式（３）を満たすことで、近接時の観察範囲全体の明るさが均一になり、より良好な観察を行うことができる。条件式（３）の下限を下回ると、配光の広い照明が配置してある方向のみ明るく照射され、観察範囲全体の明るさが均一にならない。また、条件式（３）の上限を超えると、観察範囲全体の明るさが不均一となるなど、好ましくない。
　条件式（３）を満たすことを規定しているのは、以下の理由による。配光の異なる照明光学系を配置する場合、観察光学系に対して等距離に配置するより、広い配光の照明を遠方に配置した方が、近接時の観察範囲全体の明るさが均一になり、良好な観察がしやすくなるため、条件式（３）を満たすことが好ましい。
　なお、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を適用するとより好ましい。
　１．２≦ｒ２／ｒ１≦１．８　・・・　（３’）
　上記態様において、以下の条件式を満たすこととしてもよい。
　１２≦ｒ１ ２／｜ｆＳｆＷ｜≦４８　・・・　（４）
　２４≦ｒ２ ２／｜ｆＳｆＷ｜≦９６　・・・　（５）
　このように条件式（４）及び（５）を満たすことで、良好な観察を行うことができる。条件式（４）及び（５）の両式は、下限を下回ると配光が極端に広くなり、フレアやハレーション等の光学不具合の発生頻度が高くなる。一方、条件式（４）及び（５）において上限を超えると、観察光学系から遠い位置に照明光学系が配置され、十分な光が観察範囲に入らなくなる、又は、照明光学系の配光が狭すぎて十分な明るさの確保ができなくなる。
　条件式（４）及び（５）を満たすことを規定しているのは、以下の理由による。
　一般に、ハレーションの発生を軽減しようとすると、配光不足が発生してしまう虞がある。特に、観察光学系と照明光学系との距離が変化すると、その影響も変化する。従って、照明光学系毎に、当該照明光学系と観察光学系との距離に応じた照明の配光を適切に設定することが好ましい。よって良好な観察を行うためには、条件式（４）及び（５）を満たすことが望ましい。
　上記態様において、最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たすこととしてもよい。
　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．０　・・・　（６）
　但し、γＳ（６０）は最も狭配光の照明光学系の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（６０）は最も広配光の照明光学系の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
　このように条件式（６）を満たすことで、近接時の周辺部の明るさを十分に確保することができる。つまり、近接時において、遠方においてある照明光学系の光が十分に観察範囲内に入射してくるため、ムラのない、バランスの取れた明るさを確保することができる。
　なお、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を適用するとより好ましく、（６）又は（６’）に代えて（６’’）を適用するとさらに好ましい。
　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．１５　・・・　（６’）
　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．５０　・・・　（６’’）
　上記態様において、最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たすこととしてもよい。
　０．０５≦γＳ（５０）≦０．２５　・・・　（７）
　０．１０≦γＷ（５０）≦０．３０　・・・　（８）
　但し、γＳ（５０）は最も狭配光の照明光学系の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（５０）は最も広配光の照明光学系の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
　このように条件式（７）及び（８）を満たすことで、内視鏡装置の挿入部先端と被写体との距離がある程度離れている場合においても、良好に観察を行うことができる。
　条件式（７）及び（８）の下限を下回ると、内視鏡装置の挿入部先端と被写体との距離が離れた際の観察が良好になるが、近接時の観察が悪くなってしまう。条件式（７）及び（８）の上限を超えると、反対に、近接時の観察は良好になるが遠方観察に支障をきたしてしまう。
　なお、条件式（７）及び（８）に代えて、以下の条件式（７’）及び（８’）を適用するとより好ましい。
　０．１０≦γＳ（５０°）≦０．２０　・・・　（７’）
　０．１５≦γＷ（５０°）≦０．２５　・・・　（８’）
　上記態様において、複数の前記照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも出射光量が大きく、前記観察光学系からの距離が遠いこととしてもよい。
　広配光の照明光学系を観察光学系より遠方に配置している場合において、近接時の観察により良好な観察を可能にするためには、広配光の照明光学系の出射光量が大きい方が好ましい。このように広配光の照明光学系が遠方に配置されていても、その出射光量を大きくすることで、近接した位置に配置された観察範囲に十分な光量を提供することができる。
　上記態様において、複数の前記照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも出射光量が小さく、前記観察光学系からの距離が遠いこととしてもよい。
　内視鏡装置の挿入部先端と被写体との距離がある程度離れた遠方観察においては、配光の狭い照明光学系の出射光量が大きい方が良好な観察が可能となる。このため、配光の広い照明光学系の出射光量を抑えることにより、良好な遠方観察を可能にすることができる。
　本発明によれば、十分な配光と明るさを確保しながら、フレアやハレーションを抑制し、良好な観察を行うことができるという効果を奏する。
本発明の実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端面を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る内視鏡装置の観察光学系の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る内視鏡装置における広配光の照明光学系の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る内視鏡装置における狭配光の照明光学系の構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る内視鏡装置における狭配光の照明光学系の配光特性を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る内視鏡装置における照明光学系に適用されるライトガイドの配光特性を示すグラフである。 本発明の実施形態の変形例に係る内視鏡装置の挿入部先端面を示す説明図である。
（実施形態）
　以下に、本発明の実施形態に係る内視鏡装置について図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る内視鏡装置の挿入部先端面１０を示している。図１に示すように、内視鏡装置はその挿入部先端に、観察対象を観察するための観察光学系１、図示しない光源から出射された照明光を観察対象に配光して同一視野を照明する複数の照明光学系２，３、鉗子等処置具を出没させるためのチャンネル４、観察窓乃至照明窓等のレンズに付着した汚れ等を洗浄するためのノズル５を備えている。
　本実施形態において、内視鏡装置は、複数の照明光学系として、観察光学系１からの距離及び配光特性が互いに異なる２つの照明光学系２，３を有している。図１に示すように観察光学系１に対して照明光学系２よりも遠い位置に配置された照明光学系３が、照明光学系２に比して広配光の照明光学系となっている。
　つまり、観察光学系１の中心からｒ１離れた位置に狭配光の照明光学系２を、ｒ２離れた位置に広配光の照明光学系３を配置している（ｒ１＜ｒ２）。
　ところで、照明光学系２を照明の光量が大きい、又は、広配光のものとした場合、周辺部の光量が多くなるため観察光学系１に直接入るフレアや、被写体に近づいた際に周辺部に強い光が照射して観察画面の一部が白く飛んでしまうハレーション等の光学不具合を生じる頻度が高くなる。このため、観察光学系１に対して近い位置に配置した照明光学系２をフレアやハレーションを軽減する照明とするためには、照明光学系２の光量を小さくして、さらに比較的狭い配光で構成する必要がある。すなわち、照明光学系２の焦点距離を大きくし、レンズ外径を小さくして構成する必要がある。
　ところが、このように構成すると、遠方の照明光が足りなくなり、画面周辺の配光が不足してしまう。よって、複数の照明光学系２，３のうち、遠い位置に配置された照明光学系３は照明光量を大きく、広い配光で構成する必要がある。すなわち焦点距離を小さく、レンズ外径を大きくして構成する。すなわち、狭配光の照明光学系２と広配光の照明光学系３とが、以下の条件式（１）を満たすように配置されている。
　０．６≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦１．０　・・・　（１）
　但し、ｆＷは最も広配光の照明光学系３の焦点距離であり、ｆＳは最も狭配光の照明光学系２の焦点距離であり、φＷは最も広配光の照明光学系３の最も物体側面に位置するレンズの外径であり、φＳは最も狭配光の照明光学系２の最も物体側面に位置するレンズの外径である。
　条件式（１）を満たすことで、照明光量を大きく、広い配光とすることができ、フレアやハレーションを抑制し、良好な観察を行うことができる。
　条件式（１）の上限を超えると、観察光学系１に近い方の照明光学系２の配光が広くなり、フレアやハレーション等の不具合が発生しやすくなる。その反面、条件式（１）の下限を下回ると、一方の配光が広くなりすぎるため、照明の置いてある方向のみ明るくなってしまい、フレア・ハレーションには強いが、画面の一部のみが明るい、ムラのある照明光学系となってしまう。
　なお、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を適用するとより好ましく、（１）又は（１’）に代えて（１’’）を適用するとさらに好ましい。
　０．７≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦０．９５　・・・　（１’）
さらに、以下であるとなお良い。
　０．７５≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦０．９２　・・・　（１’’）
　また、被写体に近づいて観察する場合、観察光学系１に対して遠方に配置された照明光学系３の影響は弱まり、近い位置に配置された照明光学系２が観察に大きく影響する。さらに、一般的に近接して観察する際には平面物体となるため、物体からの直接反射光により観察しにくくなることもあり、照明光学系２を適切に設定する必要がある。そして、近接した場合、必要な照射範囲は観察光学系１の画角による観察範囲の影響も強く受ける。このような理由から、特に近接観察に適した照明光学系を提供するために、照明光学系２と観察光学系１とが、以下の条件式（２）を満たすように構成されている。
　１．６≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．８　・・・　（２）
　但し、ｆＬは観察光学系１の焦点距離であり、φＬは観察光学系１の最大像高である。
　条件式（２）を満たすことで、近接観察に適した照明とすることができる。条件式（２）の下限を下回ると、照明光学系２の配光が狭くなりすぎたり、観察光学系１の視野範囲が広くなりすぎたりし、良好な観察ができなくなる。条件式（２）の上限を超えると、反対に、観察光学系１の視野が狭くなりすぎるなど好ましくない。
　なお、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を適用するとより好ましく、（２）又は（２’）に代えて（２’’）を適用するとさらに好ましい。
　１．８≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．６　・・・　（２’）
　２．０≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．４　・・・　（２’’）
　配光の異なる複数の照明光学系２，３を配置する場合、観察光学系１に対して等距離に配置するより、広配光の照明光学系３を遠方に配置した方が、近接時の観察範囲全体の明るさが均一になり、良好な観察がしやすくなる。そこで、条件式（３）を満たすように構成している。
　１．０≦ｒ２／ｒ１≦２．０　・・・（３）
　但し、ｒ１は観察光学系１の中心と狭配光の照明光学系２の中心との距離であり、ｒ２は観察光学系１の中心と広配光の照明光学系３の中心との距離である。
　条件式（３）を満たすことで、近接時の観察範囲全体の明るさが均一になり、より良好な観察を行うことができる。条件式（３）の下限を下回ると、配光の広い照明が配置してある方向のみ明るく照射され、観察範囲全体の明るさが均一にならない。また、条件式（３）の上限を超えると、観察範囲全体の明るさが不均一となるなど、好ましくない。
　なお、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を適用するとより好ましい。
　１．２≦ｒ２／ｒ１≦１．８　・・・　（３’）
　ハレーションの発生を軽減しようとすると、配光不足が発生してしまう虞がある。特に、観察光学系１と照明光学系２，３との距離が変化すると、その影響も変化する。従って、照明光学系毎に、当該照明光学系２，３と観察光学系１との距離に応じた照明の配光を適切に設定することが好ましい。よって、良好な観察を行うために、条件式（４）及び（５）を満たすように構成している。
　１２≦ｒ１ ２／｜ｆＳｆＷ｜≦４８　・・・　（４）
　２４≦ｒ２ ２／｜ｆＳｆＷ｜≦９６　・・・　（５）
　条件式（４）及び（５）を満たすことで、良好な観察を行うことができる。条件式（４）及び（５）の両式は、下限を下回ると配光が極端に広くなり、フレアやハレーション等の光学不具合の発生頻度が高くなる。一方、条件式（４）及び（５）において上限を超えると、観察光学系１から遠い位置に照明光学系が配置され、十分な光が観察範囲に入らなくなる、又は、照明光学系２，３の配光が狭すぎて十分な明るさの確保ができなくなる。
　また、近接時の周辺部の明るさを十分に確保するために、狭配光の照明光学系２及び広配光の照明光学系３の角度特性が条件式（６）を満たすように構成している。つまり、条件式（６）を満たすことで、近接時において、遠方に位置する照明光学系３の光が十分に観察範囲内に入射するため、ムラのない、バランスの取れた明るさを確保することができる。
　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．０　・・・　（６）
　但し、γＳ（６０）は最も狭配光の照明光学系２の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（６０）は最も広配光の照明光学系３の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
　なお、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を適用するとより好ましく、（６）又は（６’）に代えて（６’’）を適用するとさらに好ましい。
　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．１５　・・・　（６’）
　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．５０　・・・　（６’’）
　内視鏡装置の挿入部先端と被写体との距離がある程度離れている場合においても、良好に観察を行うことができるように、狭配光の照明光学系２及び広配光の照明光学系３の角度特性が、以下の条件式を満たすように構成されている。
　０．０５≦γＳ（５０）≦０．２５　・・・　（７）
　０．１０≦γＷ（５０）≦０．３０　・・・　（８）
　但し、γＳ（５０）は最も狭配光の照明光学系２の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（５０）は最も広配光の照明光学系３の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
　条件式（７）及び（８）の下限を下回ると、内視鏡装置の挿入部先端と被写体との距離が離れた際の観察が良好になるが、近接時の観察が悪くなってしまう。条件式（７）及び（８）の上限を超えると、反対に、近接時の観察は良好になるが遠方観察に支障をきたしてしまう。
　なお、条件式（７）及び（８）に代えて、以下の条件式（７’）及び（８’）を適用するとより好ましい。
　０．１０≦γＳ（５０°）≦０．２０　・・・　（７’）
　０．１５≦γＷ（５０°）≦０．２５　・・・　（８’）
　本実施形態では、広配光の照明光学系３の照明窓を狭配光の照明光学系２の照明窓より大きくし、広配光の照明光学系３にその照射窓の大きさに合わせて狭配光の照明光学系２の照射窓よりも大径のライトガイドを配置することで、広配光の照明光学系３の出射光量を照明光学系２より大きい光量とすることができる。
　広配光の照明光学系３を観察光学系１より遠方に配置しているので、広配光の照明光学系３による出射光量を大きくすることで観察対象に充分な照明を行うことができる。すなわち、観察光学系１から遠方に配置された照明光学系３から十分な出射光量の光が供給されることで、観察対象が近接した位置に配置されている場合においてより良好な観察を行うことができる。
　反対に、狭配光の照明光学系２の照明窓を広配光の照明光学系３の照明窓より大きくし、狭配光の照明光学系２にその照射窓の大きさに合わせて広配光の照明光学系３の照明窓よりも大径のライトガイドを配置することで、狭配光の照明光学系２の出射光量を照明光学系３より大きい光量とすることができる。
　このようにすることで、遠景時の明るさが有利となり、より遠くまで十分な明るさが得られやすくなる。
　図２は、本実施形態における観察光学系１の構成の一例を示す断面図である。
　図２に示すように、観察光学系１は、物体側から順に、凹レンズ１１、凸レンズ１２、明るさ絞りＳ、凸レンズと凹レンズの接合レンズ１３、カバーガラス１４、ＣＣＤガラス９を備えている。
　図３は、本実施形態における広配光の照明光学系３の構成の一例を示す断面図である。
　図３に示すように、広配光の照明光学系３は、物体側から順に、平凸レンズ１５、両凸レンズ１６、コアとクラッドからなるガラスロッド１７、及び図示しない光源からの出射光を導くライトガイド１８を備えている。そして、ライトガイド１８より出射された光を、各々のレンズで反射させることにより、一定の配光を得られる構成となっている。
　照明光学系として、凸レンズ１枚の構成、凹レンズ１枚の簡易な構成、凸レンズ２枚の構成等種々の構成を適用することもできる。レンズ枚数が少ないと配光が狭くなるため、本実施形態における広配光の照明光学系３においては、上述のように３枚の凸レンズを備える構成としている。
　図４は、本実施形態における狭配光の照明光学系２の構成の一例を示す断面図である。図４に示すように、狭配光の照明光学系２は、物体側から順に凹レンズ１９及び図示しない光源からの出射光を導くライトガイド１８を備えている。このようにすることで、簡易な構成として製造コストを低減させることができる。
　なお、狭配光の照明光学系２においても、上述した広配光の照明光学系３と同様に３枚の凸レンズを備える構成とすることもできる。
　図５に、照明光学系２の配光特性を示す。
　照明光学系２より距離７０ｍｍ離れた平面７に対して、配光分布８を有している。このとき、図５において、紙面上方向を０°とした時、０°位置における明るさをγＳ（０）＝１とし、時計周り方向に角度αを取り、その角度における明るさをγＳ（０）と定義する。なお、配光分布は対称であるため、半時計周りにαをとってもよい。また、照明光学系３による配光特性γＷ（α）も、上記した照明光学系２の配光特性と同様に考えることができる。
　また、図６に、ライトガイド１８の配光特性γＬＧ（α）を示す。
　このように本実施形態によれば、観察光学系１から比較的近い位置に狭配光の照明光学系２を配置すると共にその光量を小さくし、併せて観察光学系１から比較的遠い位置に広配光の照明光学系３を配置すると共にその光量を大きくしているので、フレアやハレーションを抑制しながら、十分な配光と明るさを確保して良好な観察を行うことができる。
（変形例）
　図７は、本発明の実施形態の変形例に係る内視鏡装置における挿入部先端２０の構成を示している。図７に示すように、本変形例に係る内視鏡装置は複数の照明光学系として３つの照明光学系２，３，６を備える構成とすることができる。本変形例に係る内視鏡装置において、上記した実施形態に係る内視鏡装置と同一の符号には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　本変形例では、照明光学系２及び照明光学系６が同一の照明光学系であり、照明光学系３よりも狭配光となっている。そして、図６に示すように、狭配光の照明光学系２，６は、いずれも観察光学系１から等距離に配置されると共に、広配光の照明光学系３が狭配光の照明光学系２，６よりも観察光学系１から遠くに配置されている。つまり、観察光学系１の中心からｒ１離れて狭配光の照明光学系２，６を、ｒ２離れたところに広配光の照明光学系３を配置している（ｒ１＜ｒ２）。
　そして、本変形例に係る内視鏡装置についても、上記した条件式（１）乃至（８）を満たすように構成することで、フレアやハレーションを抑制しながら、十分な配光と明るさを確保して良好な観察を行うことができる。
　続いて、上述した何れかの実施形態及び変形例に係る内視鏡装置の実施例１～実施例５について説明する。各実施例において、ｒ１を観察光学系の中心から狭配光の照明光学系の中心までの距離、ｒ２を観察光学系の中心から広配光の照明光学系の中心までの距離、ｆＷを最も広配光の照明光学系の焦点距離、ｆＳを最も狭配光の照明光学系の焦点距離、φＷを最も広配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径、φＳを最も狭配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径、ｆＬを観察光学系の焦点距離であり、φＬを観察光学系の最大像高、γＳ（６０）は最も狭配光の照明光学系の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（６０）は最も広配光の照明光学系の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比、γＳ（５０）は最も狭配光の照明光学系の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（５０）は最も広配光の照明光学系の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比とする。
　また、各実施例に記載のレンズデータにおいて、ｒは曲率半径（単位ｍｍ）、ｄは面間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、νはアッベ数を示している。
（実施例１）
　本発明の実施例１に係る内視鏡装置は、観察光学系と、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている（図１参照）。
　実施例１に係る観察光学系及び照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（観察光学系）
　レンズデータ
　面番号　　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　ν
　　１　　　　∞　　　　　０．３３９　　１．８８３　　４０．８
　　２　　　０．６４２　　０．３９０　　１．６７０　　４７．３
　　３　　　３．２０５　　１．６５６　　１．７２９　　５４．７
　　４　　－１．１７０　　０．０５０　　１．９２３　　１８．９
　　５　　　　∞　　　　　０．３１８　　１．５１６　　６４．１
　　６　　　３．３６１　　１．３００　　１．５０５　　６３．３
　　７　　－１．１２４　　０．２９９
　　８　　－４．２０２　　０．９３５
　　９　　　　∞　　　　　０．６００
　１０　　　　∞　　　　　０．５００
　各種データ
　ｆＬ　　０．９９
　φＬ　　１．００
（狭配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．３　　　　１．８８３
　２　　－２．００　　　０．０４　　　１．８８３
　３　　　２．００　　　０．７５　　　１．７３０
　４　　－２．００　　　０．０５　　　１．５２０
　５　　　１．９１　　　２．９
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＳ　　　０．７２
　φＳ　　　１．６
　γＳ（６０）　　　０．０５３
　γＳ（５０）　　　０．１７
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．３８
　ｒ１　　　３．４
（広配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．６　　　　１．８８３
　２　　－１．５３　　　０．０６　　　１．８８３
　３　　　３．９７　　　０．７４　　　１．７３０
　４　　－１．９０　　　０．１２　　　１．５２０
　５　　　３．６２　　　３．４
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＷ　　　０．８３
　φＷ　　　　２．０５
　γＷ（６０）　　　０．０６２
　γＷ（５０）　　　０．１８
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．６０
　ｒ２　　　４．５
（実施例２）
　本発明の実施例２に係る内視鏡装置は、観察光学系と、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている（図１参照）。
　実施例２に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
　なお、本実施例に係る観察光学系は実施例１における観察光学系と同一であるのでレンズデータを省略する。
（狭配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　　１　　　∞　　　　　０．３６　　　１．８８３
　　２　　０．７６　　　０．３０
　各種データ
　ｆＳ　　　－０．８６
　φｓ　　　１．６０
　γＳ（６０）　　　０．０２５
　γＳ（５０）　　　０．１１
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．２０
　ｒ１　　　３．２
（広配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．３　　　　１．８８３
　２　　－２．００　　　０．０４　　　１．８８３
　３　　　２．００　　　０．７５　　　１．７３０
　４　　－２．００　　　０．０５　　　１．５２０
　５　　　１．９１　　　２．９
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＷ　　　０．７２
　φＷ　　　１．６
　γＷ（６０）　　　０．０５３
　γＷ（５０）　　　０．１７
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．３８
　ｒ２　　　４．１
（実施例３）
　本発明の実施例３に係る内視鏡装置は、観察光学系と、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている（図１参照）。
　実施例３に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
　なお、本実施例に係る観察光学系は実施例１における観察光学系と同一であるのでレンズデータを省略する。
（狭配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．７２　　　１．８８３
　２　　－２．７６　　　０．０６　　　１．８８３
　３　　　３．９７　　　０．７４　　　１．７３０
　４　　－１．９０　　　０．１２　　　１．５２０
　５　　　３．６２　　　３．４
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＳ　　　０．９７
　φＳ　　　１．９５
　γＳ（６０）　　　０．０５
　γＳ（５０）　　　０．１６
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．８０
　ｒ１　　　　３．８
（広配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．１１　　　１．８８３
　２　　－１．０１　　　０．０４　　　１．８８３
　３　　　１．２０　　　０．６５　　　１．８０５
　４　　　　∞　　　　　０　　　　　　１．５２０
　５　　　１．２６　　　２．７５
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＷ　　　０．５４
　φＷ　　　１．２
　γＷ（６０）　　　０．０５３
　γＷ（５０）　　　０．１８
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．１０
　ｒ２　　　４．６
（実施例４）
　本発明の実施例４に係る内視鏡装置は、観察光学系と、２つの同一の狭配光の照明光学系と１つの広配光の照明光学系とを備えている（図７参照）。
　実施例４に係る観察光学系及び照明光学系のレンズデータを以下に示す。
（観察光学系）
　レンズデータ
　面番号　　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ　　　　　ν
　　１　　　　∞　　　　　０．２９１　　１．８８３　　４０．８
　　２　　　０．６４８　　０．５１６　　１．６５２　　５８．５
　　３　　　２．１３８　　１．５４９　　１．５８９　　６１．２
　　４　　－１．２１３　　０．０５０　　１．９２３　　１８．９
　　５　　　　∞　　　　　０．４０２　　１．５１６　　６４．１
　　６　　　１．６４３　　１．０９７　　１．５０５　　６３．３
　　７　　－１．０１３　　０．２９９
　　８　　－４．７８３　　０．５７３
　　９　　　　∞　　　　　０．５００
　１０　　　　∞　　　　　０．４００
　各種データ
　ｆＬ　　　０．９１
　φＬ　　　０．８５
（狭配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．１１　　　１．８８３
　２　　－１．０１　　　０．０４　　　１．８８３
　３　　　１．２０　　　０．６５　　　１．８０５
　４　　　　∞　　　　　０　　　　　　１．５２０
　５　　　１．２６　　　２．７５
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＳ　　　０．５４
　φｓ　　　１．２
　γＳ（６０）　　　０．０５３
　γＳ（５０）　　　０．１８
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．１０
　ｒ１　　　３．２
（広配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．３　　　　１．８８３
　２　　－２．００　　　０．０４　　　１．８８３
　３　　　２．００　　　０．７５　　　１．７３０
　４　　－２．００　　　０．０５　　　１．５２０
　５　　　１．９１　　　２．９
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＷ　　　０．６３
　φＷ　　　１．２
　γＷ（６０）　　　０．０８１
　γＷ（５０）　　　０．２２
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．３８
　ｒ２　　　５．３
（実施例５）
　本発明の実施例５に係る内視鏡装置は、夫々１つの狭配光の照明光学系と広配光の照明光学系とを備えている。
　実施例５に係る照明光学系のレンズデータを以下に示す。
　なお、本実施例に係る観察光学系は実施例１における観察光学系と同一であるのでレンズデータを省略する。
（狭配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　０．３６　　　１．８８３
　２　　　０．７６　　　０．３０
　各種データ
　ｆＳ　　　－０．８６
　φＳ　　　１．６０
　γＳ（６０）　　　０．０２５
　γＳ（５０）　　　０．１１
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．２０
　ｒ１　　　４．０
（広配光の照明光学系）
　レンズデータ
　面番号　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　Ｎｄ
　１　　　　∞　　　　　１．３　　　　１．８８３
　２　　－２．００　　　０．０４　　　１．８８３
　３　　　２．００　　　０．７５　　　１．７３０
　４　　－２．００　　　０．０５　　　１．５２０
　５　　　１．９１　　　２．９
　６　　　　∞
　各種データ
　ｆＷ　　　０．６３
　φＷ　　　１．２
　γＷ（６０）　　　０．０８１
　γＷ（５０）　　　０．２２
　ライトガイド径φＬＧ　　　１．３８
　ｒ２　　　５．８
　なお、上記した実施例１～実施例５における上記条件式（１）～（８）式に係る値を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　１　観察光学系
　２　狭配光の照明光学系
　３　広配光の照明光学系
　４　チャンネル
　５　ノズル
　６　狭配光の照明光学系
　１０　内視鏡挿入部先端面

Claims (8)

  1. 　内視鏡装置の挿入部の先端に設けられ、観察対象を観察するための観察光学系と、
    　前記挿入部に設けられ、光源から出射された照明光を前記観察対象に配光して同一視野を照明する複数の照明光学系と、を備え、
    　複数の該照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも前記観察光学系からの距離が遠く、以下の条件式を満たす内視鏡装置。
    　０．６≦｜φＳｆＷ／φＷｆＳ｜≦１．０　・・・　（１）
    　但し、ｆＷは最も広配光の照明光学系の焦点距離であり、ｆＳは最も狭配光の照明光学系の焦点距離であり、φＷは最も広配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径であり、φＳは最も狭配光の照明光学系の最も物体側面に位置するレンズの外径である。
  2. 　以下の条件式を満たす請求項１記載の内視鏡装置。
    　１．６≦｜φＳｆＬ／ｆＳφＬ｜≦２．８　・・・　（２）
    　但し、ｆＬは観察光学系の焦点距離であり、φＬは観察光学系の最大像高である。
  3. 　以下の条件式を満たす請求項１又は請求項２記載の内視鏡装置。
    　１．０≦ｒ２／ｒ１≦２．０　・・・（３）
    　但し、ｒ１は観察光学系の中心と狭配光照明光学系中心の距離であり、ｒ２は観察光学系の中心と広配光照明光学系中心の距離である。
  4. 　以下の条件式を満たす請求項３記載の内視鏡装置。
    　１２≦ｒ１ ２／｜ｆＳｆＷ｜≦４８　・・・　（４）
    　２４≦ｒ２ ２／｜ｆＳｆＷ｜≦９６　・・・　（５）
  5. 　最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たす請求項４記載の内視鏡装置。
    　γＷ（６０）／γＳ（６０）≧１．０　・・・　（６）
    　但し、γＳ（６０）は最も狭配光の照明光学系の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（６０）は最も広配光の照明光学系の６０°における中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
  6. 　最も狭配光の前記照明光学系及び最も広配光の前記照明光学系の角度特性が、以下の条件式を満たす請求項５記載の内視鏡装置。
    　０．０５≦γＳ（５０）≦０．２５　・・・　（７）
    　０．１０≦γＷ（５０）≦０．３０　・・・　（８）
    　但し、γＳ（５０）は最も狭配光の照明光学系の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比であり、γＷ（５０）は最も広配光の照明光学系の５０°における、中心（射出角０°）に対する出射光量比である。
  7. 　複数の前記照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも出射光量が大きく、前記観察光学系からの距離が遠い請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の内視鏡装置。
  8. 　複数の前記照明光学系のうち、最も広配光の照明光学系が最も狭配光の照明光学系よりも出射光量が小さく、前記観察光学系からの距離が遠い請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の内視鏡装置。
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