WO2017179168A1 - 撮影装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an imaging device.
  • an endoscope having a wide angle of view of 180 ° or more and capable of observing the front and side, and further the field of view simultaneously see, for example, Patent Document 1.
  • the direction of the tip of the endoscope is not significantly changed.
  • the back side of the fold can be observed, facilitating the user's operation and finding the lesion more reliably.
  • the illumination device of the endoscope can uniformly illuminate a wide area in the lateral and front directions by diffusing and emitting the illumination light guided by the light guide by the diffusion layer.
  • the illuminating device of patent document 1 has low utilization efficiency of the illumination light from a light guide. That is, since the diffusion material used in the diffusion layer also causes backscattering, there are many components that return light to the light guide is generated and can not be used as illumination.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an imaging device capable of improving the utilization efficiency of illumination light while being able to uniformly illuminate a wide range.
  • an imaging optical system having an optical axis and imaging a surrounding direction with respect to the optical axis, and one or more illumination optical systems disposed at a position surrounding the optical axis of the imaging optical system.
  • a reflective surface for reflecting a part of the illumination light emitted from the light emission end from the light source unit by reflection, and a part of the illumination light and the reflection A refracting surface for refracting and deflecting the illumination light reflected by the surface, and an exit surface for emitting the illumination light refracted at the refracting surface, the reflecting surface having a cross section including the optical axis A region inclined in a direction toward the optical axis toward the front, the refracting surface having a region inclined in the direction away from the optical axis toward the front, the reflecting surface and the exit surface
  • the injection end is A and imaging apparatus are arranged in radial position between the rear end of the rear end and the reflective surface of the refracting surface.
  • the illumination light from the light source unit when the illumination light from the light source unit is emitted from the emission end, a part of the illumination light is deflected by reflection on the reflection surface provided in the illumination optical system, and the other part of the illumination light and the reflection After the illumination light reflected by the surface is deflected by refraction at the refracting surface, it is emitted from the emission surface in the peripheral direction with respect to the optical axis of the photographing optical system. Then, the light from the observation object is photographed by the photographing optical system.
  • the illumination light emitted from the exit end is split into two, one being deflected by reflection at the reflecting surface and then deflected by refraction at the refracting surface and exiting from the exit surface, and the other being incident on the reflecting surface
  • the light is deflected by refraction at the refracting surface and emitted from the exit surface.
  • the illumination light through the inclined reflection surface mainly illuminates the side area, and the illumination light not through the reflection surface mainly illuminates the front area. This can provide a wide range of illumination.
  • uniform illumination can be performed without the boundary between the illumination regions of the illumination light branched into two by refraction at the refracting surface.
  • unnecessary light such as return light can be reduced to improve the illumination efficiency.
  • the radial distance between the rear end of the refracting surface and the rear end of the reflecting surface is the distance between the front end of the refracting surface and the front end of the reflecting surface.
  • the refractive surface and the front end of the reflecting surface may be disposed at a radial position in the middle of the radial range of the emission end, which is larger than the distance in the radial direction. In this way, it is possible to eliminate the illumination light incident on the exit surface without passing through the reflection surface and the refraction surface, and it is possible to improve the illumination efficiency.
  • the light path between the reflecting surface and the refracting surface may be filled with air.
  • an intersection point between at least a part of the normal to the reflection surface and the extension line of the emission end You may be located in the radial direction outer side of the said injection
  • the ratio of the illumination light emitted from the exit surface after being transmitted through the refracting surface to the illumination light reflected by the reflection surface may be 70% or more. Further, in the above aspect, in a region including 70% or more of the reflection surface on which the illumination light is incident on the cross section including the optical axis, an intersection point of the normal to the reflection surface and the extension of the emission end. May be located radially outward of the injection end. By doing this, the illumination light rate can be improved.
  • the reflection surface may have a convex portion directed to the emission surface on a cross section including the optical axis.
  • the reflective surface may have a concave portion toward the emission surface behind the convex portion. In this way, it is possible to reduce the amount of illumination light returning to the emission end after reflection on the reflection surface, and to improve the illumination efficiency.
  • the refractive surface may have a curved portion on the cross section including the optical axis.
  • the refracting surface may have a protrusion toward the emission surface and a recess toward the emission surface disposed behind the protrusion.
  • the diverging action and the converging action can be provided by the convex lens effect and the concave lens effect on the refracting surface, and the enlargement of the illumination area and the reduction of the unevenness of the illumination light can be achieved.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to improve the utilization efficiency of illumination light, illuminating a wide range uniformly.
  • FIG. 5A It is a whole block diagram which shows the endoscope as an example of the imaging device which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view which expands and shows a part of front-end
  • the imaging apparatus 1 is an endoscope as shown in FIG. 1 and includes an elongated insertion portion 2 inserted into a body cavity and the like, and an operation portion provided at a proximal end of the insertion portion 2 3, a universal cord 4 extending from the operation part 3, and a connector part 5 provided at the end of the universal cord 4.
  • the front observation objective lens 6 for direct view is disposed forward on the distal end surface 9 a of the front end of the insertion unit 2, and In the vicinity, an objective lens 8 for side observation for side vision and a lens 12 for illumination are arranged.
  • the imaging device 1 according to the present embodiment has a wide visual field range in which the front visual field and the side visual field can be observed simultaneously.
  • the front observation objective lens 6 is configured to form an image of an observation target in front of the insertion portion 2.
  • the objective lens 8 for side observation is formed in a substantially cylindrical shape so as to form an image of an observation object on the side of the insertion portion 2.
  • the side observation objective lens 8 is disposed closer to the proximal end of the insertion portion 2 than the front observation objective lens 6.
  • the insertion portion 2 is connected to the proximal end side of the curved portion 10 and has flexibility, and the rigid distal end portion 9 provided at the most distal end portion, the curved portion 10 connected to the proximal end side of the distal end portion 9 And a flexible tube portion 11 formed of a long tubular member.
  • the treatment instrument channel opening 7, the objective lens 6 for front observation, the illumination lens 12, the water supply nozzle 13, and the like are disposed on the distal end surface 9 a of the distal end portion 9.
  • a photographing optical system 14 and an illumination optical system 15 are disposed in the distal end portion 9 of the insertion portion 2.
  • the photographing optical system 14 includes a front observation objective lens 6 exposed to the tip end surface 9 a, a side observation objective lens 8 exposed to the side surface around the tip end surface 9 a, and an imaging optical system accommodated in the tip end portion 9. And an imaging device (not shown) for capturing an image of the observation object formed by the imaging optical system 16.
  • a treatment instrument channel In the insertion portion 2, a treatment instrument channel, a light guide 17, a signal cable (not shown) and the like are arranged.
  • the treatment instrument channel extends from the treatment instrument channel opening 7 of the distal end surface 9a in the longitudinal direction in the insertion section 2 to a treatment instrument insertion port disposed in the vicinity of the connection section between the insertion section 2 and the operation section 3 .
  • the light guide 17 and the signal cable pass through the inside of the insertion portion 2 in the longitudinal direction from the distal end portion 9 of the insertion portion 2, pass through the inside of the operation portion 3 and pass through the inside of the universal cord 4, and finally the universal It is connected to the connector 5 at the end of the cord 4.
  • the light guide 17 is composed of a fiber bundle formed by bundling a plurality of light guide fibers 18 for guiding the illumination light.
  • An endoscope system 100 is configured by connecting a control processor 19 which is an external device, a light source device (light source unit) 20 and a display device 21 via the connector unit 5.
  • the operation unit 3 is a portion held by the user when the endoscope 1 is used, and a bending operation knob 22 and a plurality of other operation members corresponding to various operations are disposed on the exterior surface of the operation unit 3.
  • the bending operation knob 22 is an operation member that causes the bending portion 10 of the insertion portion 2 to bend in any direction in the upper, lower, left, and right directions when the user rotates using a finger or the like.
  • the light source device 20 is a device that generates illumination light.
  • the control processor 19 is a signal processing device that controls the entire endoscope system 100 as a whole.
  • the display device 21 is a display unit that displays an endoscope image based on an imaging signal acquired by the endoscope 1 and is configured of, for example, an LCD panel or the like.
  • the control processor 19 transmits a control signal, various detection signals, an acquired image signal and the like via a signal cable inserted through the endoscope 1. Then, the processed image signal is transmitted to the display device 21 to display an endoscope image, various information, and the like.
  • illumination light from the light source device 20 is guided to the illumination optical system 15 disposed in the insertion unit 2 via the universal cord 4 and the operation unit 3 via the connector unit 5 and directed to the peripheral observation object Are irradiated.
  • the illumination optical system 15 extends outward in the radial direction of the imaging optical system 14 over a predetermined circumferential range centered on the optical axis O of the imaging optical system 14.
  • a first member 23 and a second member 24 coaxially arranged to surround 14 are provided. Air is filled between the first member 23 and the second member 24.
  • the first member 23 is disposed radially inward of the second member 24 and is guided in the insertion portion 2 by the light guide 17 so that part of the illumination light emitted from the emission end of the light guide 17 is It has a reflecting surface 23a that is deflected by reflection.
  • the reflecting surface 23a includes, in a longitudinal cross section including the optical axis O of the photographing optical system 14, a region gradually inclined in the direction away from the optical axis O toward the forward traveling direction of the illumination light It has a convex portion (convex portion) 25 that protrudes radially outward and a concave portion (concave portion) 26 arranged in line in the rear of the optical axis O direction.
  • the rear end of the reflection surface 23 a of the first member 23 is disposed radially inward of the exit end of the light guide 17, and the front end is a radial direction substantially at the center of the radial range of the exit end of the light guide 17. It is placed in position.
  • the second member 24 causes the illumination light reflected by the reflection surface 23 a and the remaining illumination light from the exit end to be incident and refracted by refraction, and the illumination light after being refracted by the refraction surface 24 a And an ejection surface 24b that is ejected around the periphery.
  • Refractive surface 24a has, in a longitudinal cross section including optical axis O of photographing optical system 14, a region inclined in a direction gradually approaching optical axis O toward the forward direction of the advancing direction of the illumination light.
  • a radially outwardly convex concave portion (recessed portion, curved portion) 27 and a convex portion (convex portion, curved portion) 28 arranged in line in the rear in the optical axis O direction are provided.
  • the rear end of the refracting surface 24 a of the second member 24 is disposed radially outward of the exit end of the light guide 17, and the forward end is a radial position substantially at the center of the radial range of the exit end of the light guide 17. Is located in
  • the illumination optical system 15 satisfies the following conditional expressions (1) and (2).
  • LRu is the distance from the optical axis O to the intersection of the radial extension of the exit end of the light guide 17 and the reflective surface 23a in FIGS. 5A and 5B.
  • LSb is the distance from the optical axis O to the radially innermost position of the exit end of the light guide 17;
  • LSu is the distance from the optical axis O to the radially outermost position of the exit end of the light guide 17;
  • LRb is the distance from the optical axis O to the intersection of the radial extension of the exit end of the light guide 17 and the refracting surface 24 a.
  • the intersection point of the normal line of the reflection surface 23a in the area where the illumination light is incident and the radial extension line of the exit end of the light guide 17 is the outside position in the radial direction. It is formed to be placed in the
  • the photographing apparatus 1 when the illumination light guided by the light guide 17 is emitted from the emission end of the light guide 17, a part of the illumination emitted mainly in the radially inward direction Light is incident on the reflecting surface 23a, and the remaining illumination light emitted radially outward is incident on the refracting surface 24a.
  • the illumination light incident on the reflection surface 23a is deflected by being reflected by the reflection surface 23a, as shown by solid lines in FIGS. 5A and 5B, and then is incident on the refraction surface 24a and is deflected again by refraction. Then, when the light is emitted from the emission surface 24b, the light is deflected again by refraction and is emitted mainly to the side of the imaging device 1.
  • illumination light incident on the refracting surface 24a without passing through the reflecting surface 23a is emitted from the exit surface 24b after being deflected by refraction at the refracting surface 24a as shown by broken lines in FIGS. 5A and 5B. At the same time, the light is deflected again by refraction and emitted mainly in front of the photographing device 1.
  • the convex portion 25 is provided on the reflective surface 23a at a position axially separated from the exit end of the light guide 17, the illumination light emitted from the exit end of the light guide 17 at a relatively shallow angle is a convex portion
  • the illumination light can be extended to a wide angular range which is incident on 25 and extends to the rear area. As a result, it is possible to secure a wide illumination area, and it is possible to capture an observation object present in a wide range.
  • the concave surface 26 is provided adjacent to the rear of the convex surface 25 on the reflecting surface 23 a, illumination light incident on the concave surface 26 is prevented from returning in the direction of the exit end of the light guide 17. be able to.
  • the reflecting surface 23a is formed so that the intersection point of the normal line of the reflecting surface 23a in the area where the illumination light is incident and the radial extension line of the exit end of the light guide 17 is located at the outside position in the radial direction. Since the illumination light reflected by the reflection surface 23 a is prevented from returning to the exit end of the light guide 17, the illumination efficiency can be improved.
  • FIG. 5B is a reduction in scale of FIG. 5A to clearly show the illumination area of the illumination light shown by the solid line and the broken line in FIG. 5A.
  • the illumination light of the broken line mainly illuminates the front region
  • the illumination light of the solid line mainly illuminates the lateral region.
  • the illumination light emitted from the light guide 17 is branched into two so as to illuminate the side and front areas, respectively, so that the wide area can be illuminated.
  • the boundary between the illumination light illuminating each of the above-described side and front areas by refraction at the refracting surface 24a disposed between the reflecting surface 23a and the exit surface 24b has the advantage of being able to eliminate the need for uniform illumination.
  • the refracting surface 24a also has the effect of refracting the illumination light so as to be incident on the exit surface 24b at an angle at which total reflection does not occur, so total reflection on the exit surface 24b is suppressed, and return light to the light guide 17 side etc. It is possible to improve the illumination efficiency by preventing the generation of unnecessary light.
  • the illumination light emitted from the emission end of the light guide 17 is efficiently incident on the illumination optical system 15 It can be done. Further, by providing an air layer between the reflecting surface 23a and the refracting surface 24a, refraction at the refracting surface 24a can be increased.
  • the refracting surface 24a includes the convex portion 28 at the rear, so that the refracting surface 24a can be disposed open toward the exit end of the light guide 17, as shown by reference numeral 29 in FIG. 5A. It is not necessary to refract much the illumination light passing through. As a result, it is possible to minimize the overlapping ratio with the illumination light that is reflected from the reflection surface 23a and is incident on the same area.
  • the refracting surface 24a is provided with the concave portion 27 at the front, the illumination light passing through this portion is emitted without being refracted or refracted away from the optical axis O as indicated by the reference numeral 30 in FIG. 5A. The light can be incident on the surface 24b to illuminate the front area more.
  • a part of the normal to the reflecting surface 23 a may intersect the exit end of the light guide 17. Specifically, 70% or more of the illumination light reflected by the reflection surface 23a may be transmitted through the refracting surface 24a and emitted from the emission surface 24b.
  • a diffusion plate for diffusing the illumination light may be disposed downstream of the exit end of the light guide 17. Unevenness such as color unevenness of illumination light emitted from the exit end of the light guide 17 can be removed by diffusion in the diffusion plate.
  • the shape of the refracting surface 24a may be a shape having a linear flat portion 31 on the front side in the longitudinal cross section including the optical axis O.
  • illumination light passing through this area can be refracted to the side. It is effective when you want to limit the illumination to the front area.
  • the illumination range by the illumination optical system 15 of FIG. 6A is shown in FIG. 6B. Similar to FIG. 5B, the broken line indicates illumination light not passing through the reflection surface 23a, and the solid line indicates illumination light passing through the reflection surface 23a.
  • the shape of the reflecting surface 23a may be a shape having a flat portion 32 in a linear shape on the front side in a longitudinal cross section including the optical axis O.
  • the flat portion 32 instead of the convex portion 25, the ratio of illumination light emitted rearward can be reduced. It is effective when the illumination of the back area is unnecessary.
  • the illumination range by the illumination optical system 15 of FIG. 7A is shown in FIG. 7B. Similar to FIG. 5B, the broken line indicates illumination light not passing through the reflection surface 23a, and the solid line indicates illumination light passing through the reflection surface 23a.
  • emission surface 24b may have a convex-curved curved-surface shape, as FIG. 8 shows.
  • the emission end of the light guide 17 and the rear ends of the first member 23 and the second member 24 may or may not be aligned in the optical axis O direction. .
  • the positional relationship between the injection end of the first member 23, the second member 24, and the light guide 17 can be freely determined according to the fixing method.
  • FIG. 10 and 11 show an example of a fixing method of the light guide 17 and the illumination optical system 15.
  • FIG. 10 shows a fixing method in which the light guide 17 is radially sandwiched by the first member 23 and the second member 24 and fixed with an adhesive. Since the side of the light guide 17 does not pass illumination light, the adhesive used may be transparent or opaque. By doing this, the water tightness of the air layer formed between the reflecting surface 23a and the refracting surface 24a can be easily achieved.
  • FIG. 11 shows a fixing method in which the light guide 17 is adhered by being interposed between the first member 23 and the frame 33 in the radial direction, and the second member 24 is adhered to the frame 33 in the axial direction. It shows.
  • the adhesive used may be transparent or opaque. Also by this, the water tightness of the air layer formed between the reflecting surface 23a and the refracting surface 24a can be easily achieved.
  • the gap between both members 23 and 24 may be sealed by a transparent flat sealing member 34 at the rear end face of the first member 23 and the second member 24.
  • the exit end of the light guide 17 is disposed in intimate contact with or close to the sealing member 34, and the illumination light to be emitted is transmitted through the sealing member 34, and the air between the first member 23 and the second member 24 It may be made to be incident on the layer.
  • the frame 33 may be adhered.
  • the sealing member 34 may be configured by a diffusion plate.
  • the NA of the illumination light emitted from the emission end of the light guide 17 can be expanded to be incident on the air layer, and the illumination range can be expanded. Further, there is also an effect that unevenness such as color unevenness of illumination light emitted from the light guide 17 can be removed.
  • the first member 23 and the second member 24 are separately provided.
  • the method of adhering to the frame 35 it becomes difficult to position the first member 23 and the second member 24 in the axial direction as shown in FIGS. 13B and 13C.
  • the second member 24 is provided with an inner flange-like flange portion 36 that axially abuts the frame 35, and the first member 23 is attached to the flange portion 36. It may be made to abut in the axial direction.
  • the illumination light may be absorbed using a black adhesive or the like. . Thereby, it is possible to prevent the illumination light from being directly incident on the side observation objective lens 8.
  • the first member 23 and the second member 24 of the illumination optical system 15 are complete rotating bodies disposed around the entire optical axis O of the photographing optical system 14 It is preferable because the illumination can be guided uniformly over the entire circumference.
  • the endoscope 1 has a configuration in which the water supply nozzle 13 and the like are disposed in a part of the circumferential direction of the objective lens 8 for side observation as shown in FIG. 2 and FIG. Part of the side view is missing.
  • the illumination optical system 15 be provided in the circumferential direction in the range of an angle ⁇ G ⁇ 300 °.
  • the optical axis O of the photographing optical system 14 is described as the central axis of the illumination optical system 15 in the present embodiment, the present invention is not limited to this and may be decentered.
  • the light guides 17 are arranged in a cylindrical shape in which a part in the circumferential direction is cut out with the optical axis O of the photographing optical system 14 as a central axis is shown in FIG.
  • the circumferential angle ⁇ S of the light guide 17 is ⁇ S ⁇ ⁇ G It is preferable to satisfy the following relationship.
  • the second reflecting portion 41 may be provided on the end face of the first member 23 and the second member 24 of the illumination optical system 15 in the circumferential direction. In this way, it is possible to prevent the leakage of the illumination light to the outside of the illumination optical system 15 without entering the reflection surface 23 a or the refraction surface 24 a, and to improve the illumination efficiency.
  • a plurality of light guides 17 may be arranged at intervals in the circumferential direction as shown in FIG. Unlike the case of FIG. 15, it is not necessary to arrange the light guides 17 in a cylindrical shape.
  • first member 23 and the second member 24 of the illumination optical system 15 may not each have a single rotating body structure.
  • a plurality of pairs of first members 23 and second members 24 having a circular arc-shaped cross section centering on the optical axis O of the photographing optical system 14 are spaced in the circumferential direction. It may be arranged.
  • FIG. 17 shows an example in which three pairs of the first member 23 and the second member 24 are spaced apart in the circumferential direction, and the circumferential lengths of the first member 23 and the second member 24 may be equal. It may be different.
  • FIG. 17 shows, as an example, the case where the circumferential angles of the first member 23 and the second member 24 are ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3.
  • a tapered shape that tapers in the traveling direction of the illumination light You may arrange the light guide part 37 of a longitudinal cross section. By doing this, the illumination light is guided in the light guide 37 and the NA is increased. Therefore, when emitted from the exit end of the light guide 37 to the illumination optical system 15, the illumination light with a large NA is emitted, so that a wider range can be illuminated.
  • the illumination light is mixed while being guided in the light guide 37, it is possible to remove unevenness such as color unevenness.
  • the light guide 37 by configuring the light guide 37 to have a shape of a rotating body rotated about the optical axis O similar to the first member 23 and the second member 24 or a structure in which a part in the circumferential direction is cut out, Since the illumination light is guided while spreading in the circumferential direction of the light guide portion 37 without forming the rotary body 17 as a rotating body, the mixing effect can be enhanced and uniform illumination can be performed.
  • a deflection unit 38 formed of an inclined surface that causes deflection By so doing, the illumination light can be deflected in the circumferential direction of the light guide 37 and can be guided in a spiral, and uniform illumination light can be generated. Also in this case, since the illumination light is spread in the circumferential direction of the light guide 37, the light guide 17 is preferably smaller than the incident end face of the light guide 37.
  • a second light guide 39 may be disposed between the light guide 17 and the light guide 37.
  • 20A is a perspective view in which the second light guide 39 is connected to the light guide 37 in FIG. 18, and FIG. 20B shows the light guide 37, the second light guide 39, and the light guide 17 in FIG. A plan view, FIG. 20C is a side view showing the light guide 37, the second light guide 39 and the light guide 17 of FIG.
  • the second light guiding portion 39 has an incident surface on which the illumination light is incident and an emission surface on which the illumination light is emitted, and has a tapered shape such that the cross-sectional area decreases from the incident surface to the emission surface There is.
  • the same effect can be obtained depending on the shape of the incident end face of the light guide 37 without using the second light guide 39.
  • the same effect can be obtained depending on the shape of the incident end face of the light guide 37 without using the second light guide 39.
  • FIG. 21B at least a part of the incident end face of the light guide 37 is provided with a deflecting portion 40 having a concave shape which is recessed in a circumferential direction and a constant thickness dimension in the radial direction. It may be provided.
  • Such a deflection unit 40 has an effect of expanding the NA of the illumination light in the circumferential direction as shown in FIG. 21B, and an effect of reducing the NA of the illumination light in the radial direction as shown in FIG. 21C. is there. Thereby, there is an advantage that the illumination light emitted from the light guide 17 can be spread in the circumferential direction of the light guide 37 and the light in the light guide 37 can be uniformly guided.
  • the shape of the deflection unit 40 is not limited to a semicircular shape, and may be any shape such as a rectangle, a triangle, or a trapezoid. Further, although an example in which the deflecting unit 40 is provided at one place in the circumferential direction has been shown, a plurality of the deflecting units 40 may be arranged at intervals in the circumferential direction.
  • the reflective surface 23a of the illumination optical system 15 and the deflecting portion 38 in FIG. 19 may be coated with a metal (for example, aluminum or silver), dielectric multilayer film or oxide multilayer film to increase the reflectance. Good.
  • a metal for example, aluminum or silver
  • dielectric multilayer film or oxide multilayer film to increase the reflectance.
  • oxide multilayer film to increase the reflectance.
  • the present invention is not limited thereto, and another light source unit such as an LED or a laser light source may be adopted. .

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Abstract

広範囲を均一に照明可能でありながら、照明光の利用効率を向上することを目的として、本発明に係る撮影装置は、光軸（Ｏ）を有し光軸に対して周囲の方向を撮影する撮影光学系（１４）と、光軸を取り囲む位置に配置された１以上の照明光学系（１５）とを備え、照明光学系（１５）が光源部からの照明光を射出する射出端から発せられた照明光の一部を反射により偏向させる反射面（２３ａ）と、照明光の他の一部および反射面により反射された照明光を屈折させて偏向させる屈折面（２４ａ）と、屈折面において屈折させられた照明光を射出させる射出面（２４ｂ）とを備え、光軸を含む断面において、反射面が、前方に向かって 光軸に近接する方向に傾斜する領域を有し、屈折面が、前方に向かって光軸から離れる方向に傾斜する領域を有するとともに反射面と射出面との間に配置され、射出端が、屈折面の後端と反射面の後端との間の径方向位置に配置されている。

Description

撮影装置
　本発明は、撮影装置に関するものである。
　１８０°以上の広い画角を有し、前方および側方、さらには後方の視野を同時に観察可能な内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の内視鏡は、例えば、多数のひだが存在する大腸において１８０°以上の画角を有する内視鏡を使用した場合には、内視鏡の先端の向きを大きく変化させずにひだの裏側を観察することができ、ユーザによる操作が容易になるとともに、病変をより確実に見つけることができる。この内視鏡の照明装置は、ライトガイドによって導光した照明光を拡散層によって拡散させて射出することにより、側方および前方の広範囲な領域を均一に照明することができる。
特開２０１５－１６０２１号公報
　特許文献１の照明装置は、ライトガイドからの照明光の利用効率が低い。すなわち、拡散層に用いられる拡散材は後方散乱も引き起こすため、ライトガイドへの戻り光が発生し照明として利用できない成分が多く存在する。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、広範囲を均一に照明可能でありながら、照明光の利用効率を向上することができる撮影装置を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、光軸を有し光軸に対して周囲の方向を撮影する撮影光学系と、該撮影光学系の前記光軸を取り囲む位置に配置された１以上の照明光学系とを備え、該照明光学系が、光源部からの照明光を射出する射出端から発せられた前記照明光の一部を反射により偏向させる反射面と、前記照明光の他の一部および前記反射面により反射された前記照明光を屈折させて偏向させる屈折面と、該屈折面において屈折させられた前記照明光を射出させる射出面とを備え、前記光軸を含む断面において、前記反射面が、前方に向かって前記光軸に近接する方向に傾斜する領域を有し、前記屈折面が、前方に向かって前記光軸から離れる方向に傾斜する領域を有するとともに、前記反射面と前記射出面との間に配置され、前記射出端が、前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向位置に配置されている撮影装置である。
　本態様によれば、光源部からの照明光が射出端から発せられると、照明光の一部が照明光学系に備えられた反射面において反射により偏向され、照明光の他の一部および反射面により反射された照明光が屈折面において屈折により偏向された後に、射出面から撮影光学系の光軸に対して周囲の方向に射出される。そして、観察対象物からの光が撮影光学系により撮影される。
　射出端から発せられた照明光は、２つに分岐されて、一方は反射面において反射により偏向した後に屈折面において屈折により偏向されて射出面から射出され、他方は、反射面に入射することなく屈折面において屈折により偏向されて射出面から射出される。傾斜した反射面を介した照明光は主に側方領域を照明し、反射面を介さない照明光は主に前方領域を照明する。これにより、広範囲にわたる照明を行うことができる。また、屈折面での屈折により２つに分岐された照明光どうしの照明領域の境目をなくして均一な照明を行うことができる。さらに、屈折面によって射出面において全反射が生じない角度に屈折させるため、戻り光などの不要光を低減して照明効率を向上することができる。
　上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向の距離が、前記屈折面の前端と前記反射面の前端との間の径方向の距離より大きく、前記屈折面および前記反射面の前端が、前記射出端の径方向範囲の途中の径方向位置に配置されていてもよい。
　このようにすることで、反射面および屈折面を介さずに射出面に入射する照明光をなくすことができ、照明効率を向上することができる。
　また、上記態様においては、前記反射面と前記屈折面との間の光路には空気が満たされていてもよい。
　このようにすることで、屈折面での屈折を大きくして、前方と側方の照明領域の境目をなくし易くなり、より均一な照明を行うことができる。また、屈折面での屈折を大きくして、射出面で全反射する照明光をより少なくすることができ、より高効率な照明を行うことができる。
　また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記照明光が入射する前記反射面の領域において、前記反射面の法線の少なくとも一部と前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置していてもよい。
　このようにすることで、反射面において反射した照明光が射出端に戻りにくくなり、照明効率を向上することができる。
　また、上記態様においては、前記反射面において反射した前記照明光のうち前記屈折面を透過後に前記射出面から射出される前記照明光の割合が７０％以上であってもよい。
　また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記照明光が入射する前記反射面の７０％以上の領域において、前記反射面の法線と、前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置していてもよい。
　このようにすることで、照明光率を向上することができる。
　また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記射出面に向かう凸部を有していてもよい。
　このようにすることで、反射面に入射した照明光を、凸形状の反射面において反射させることにより広げた後に、屈折面および射出面において屈折させて外部に射出することにより、広範囲な照明を行うことができる。
　また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記凸部の後方に前記射出面に向かう凹部を有していてもよい。
　このようにすることで、反射面における反射後に射出端に戻る照明光を少なくすることができ、照明効率を向上することができる。
　また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が湾曲部を有していてもよい。
　このようにすることで、屈折面におけるレンズ効果によって、照明領域の拡大および照明光のムラの低減を図ることができる。
　また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が前記射出面に向かう凸部および該凸部の後方に配置された前記射出面に向かう凹部を有していてもよい。
　このようにすることで、屈折面における凸レンズ効果および凹レンズ効果により発散作用と収斂作用とを持たせて、照明領域の拡大および照明光のムラの低減を図ることができる。
　本発明によれば、広範囲を均一に照明しながら、照明光の利用効率を向上することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る撮影装置の一例としての内視鏡を示す全体構成図である。 図１の撮影装置の先端部の一部を拡大して示す斜視図である。 図２の撮影装置の先端部を示す正面図である。 図２の撮影装置の先端部を示す部分的な縦断面図である。 図１の撮影装置に備えられる照明光学系を示す縦断面図である。 図５Ａの照明光学系による照明光の射出範囲を示す縮小図である。 図５Ａの照明光学系の第１の変形例を示す縦断面図である。 図６Ａの照明光学系による照明光の射出範囲を示す縮小図である。 図５Ａの照明光学系の第２の変形例を示す縦断面図である。 図７Ａの照明光学系による照明光の射出範囲を示す縮小図である。 図５Ａの照明光学系の第３の変形例を示す縦断面図である。 図５Ａの照明光学系の第４の変形例を示す縦断面図である。 図９Ａの照明光学系における第１部材および第２部材の後方端の位置の変形例を示す縦断面図である。 図５Ａの照明光学系の第５の変形例を示す縦断面図である。 図５Ａの照明光学系の第６の変形例であって枠体との固定方法を示す縦断面図である。 図５Ａの照明光学系の第７の変形例であって、封止部材を備える照明光学系の縦断面図である。 図１２Ａの照明光学系の枠体への固定方法を説明する縦断面図である。 図１１の照明光学系の対物レンズ用枠体への固定方法の一例を示す縦断面図である。 図１３Ａの照明光学系の第１部材と第２部材とが軸方向にずれた状態を示す縦断面図である。 図１３Ａの照明光学系の第１部材と第２部材とが軸方向にさらにずれた状態を示す縦断面図である。 図１３Ａの照明光学系の第１部材と第２部材とを軸方向に位置決め可能な例を示す縦断面図である。 図５Ａの照明光学系の一例を示す横断面図である。 図５Ａの照明光学系の他の例を示す横断面図である。 図１４Ｂの照明光学系とライトガイドとの位置関係の一例を示す横断面図である。 図１４Ｂの照明光学系とライトガイドとの位置関係の他の例を示す横断面図である。 図１６の照明光学系を周方向に分割した例を示す横断面図である。 図５Ａの照明光学系とライトガイドとの間に導光部を配置した例を示す斜視図である。 図１８の導光部の周方向の端面に偏向部を有する導光部とライトガイドとを示す斜視図である。 図１８の導光部とライトガイドとの間に第２の導光部を配置した例を示す斜視図である。 図２０Ａの第２の導光部を径方向からみた図である。 図２０Ａの第２の導光部を接線方向からみた図である。 図１８の導光部の入射端面に設けられた偏向部を説明する正面図である。 図２１Ａの偏向部を径方向から見た図である。 図２１Ｂの偏向部を接線方向から見た図である。 図２１Ａの偏向部を有する導光部とライトガイドとを示す斜視図である。
　本発明の一実施形態に係る撮影装置１について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る撮影装置１は、図１に示されるように、内視鏡であって、体腔内等に挿入される細長い挿入部２と、該挿入部２の基端に設けられる操作部３と、操作部３から延びるユニバーサルコード４と、該ユニバーサルコード４の末端に設けられたコネクタ部５とを備えている。
　挿入部２の先端には、図２から図４に示されるように、先端面９ａに直視用の前方観察用対物レンズ６が前方に向けて配置されているとともに、前方観察用対物レンズ６の近傍に、側視用の側方観察用対物レンズ８および照明用レンズ１２が配置されている。これにより、本実施形態に係る撮影装置１は、前方視野と側方視野とを同時に観察し得る広い視野範囲を有している。
　前方観察用対物レンズ６は、挿入部２の前方の観察対象物を結像させるようになっている。また、側方観察用対物レンズ８は、挿入部２の側方の観察対象物を結像させるように略円柱状に形成されている。側方観察用対物レンズ８は、前方観察用対物レンズ６よりも挿入部２の基端側に配置されている。
　挿入部２は、最先端部に設けられる硬性の先端部９と、該先端部９の基端側に接続する湾曲部１０と、該湾曲部１０の基端側に接続し可撓性を有する長尺の管状部材からなる可撓管部１１とを備えている。
　先端部９の先端面９ａには、図２および図３に示されるように、処置具チャネル開口７や前方観察用対物レンズ６、照明用レンズ１２および送水ノズル１３等が配置されている。
　挿入部２の先端部９内には、図４に示すように、撮影光学系１４および照明光学系１５が配置されている。撮影光学系１４は、先端面９ａに露出する前方観察用対物レンズ６、先端面９ａの周囲の側面に露出する側方観察用対物レンズ８、先端部９内に収容されている結像光学系１６および結像光学系１６により結像された観察対象物の像を撮影する図示しない撮像素子とを備えている。
　挿入部２内には、処置具チャネル、ライトガイド１７および信号ケーブル（不図示）等が配置されている。処置具チャネルは、先端面９ａの処置具チャネル開口７から挿入部２内を長手方向に貫通して挿入部２と操作部３との接続部近傍に配置された処置具挿入口まで延びている。また、ライトガイド１７および信号ケーブルは、挿入部２の先端部９から、挿入部２内を長手方向に貫通し、操作部３内を経てユニバーサルコード４の内部を通過して、最終的にユニバーサルコード４の末端のコネクタ部５に接続している。
　ライトガイド１７は、照明光を導光するための複数のライトガイドファイバ１８を束ねて形成されたファイババンドルにより構成されている。
　コネクタ部５を介して外部装置である制御プロセッサ１９、光源装置（光源部）２０および表示装置２１が接続されることによって、内視鏡システム１００が構成されている。
　操作部３は、使用者が内視鏡１を使用する際に把持する部位であり、その外装表面上には、湾曲操作ノブ２２やその他各種の動作に対応する複数の操作部材が配置されている。ここで、例えば、湾曲操作ノブ２２は、使用者が手指等を用いて回転操作することによって、挿入部２の湾曲部１０を上下左右の任意の方向に湾曲させる操作部材である。
　光源装置２０は照明光を発生させる装置である。制御プロセッサ１９は、内視鏡システム１００全体を統括的に制御する信号処理装置である。表示装置２１は、内視鏡１によって取得された撮像信号に基づいて内視鏡画像を表示させる表示部であって、例えば、ＬＣＤパネル等により構成されている。
　制御プロセッサ１９は、内視鏡１内を挿通する信号ケーブルを介して制御信号や各種の検出信号，取得した画像信号等の伝送を行う。そして、処理済みの画像信号を表示装置２１へと伝達して、内視鏡画像や各種の情報等を表示させる。また、光源装置２０からの照明光はコネクタ部５を介してユニバーサルコード４および操作部３を介して挿入部２に配置されている照明光学系１５へと導かれ、周辺の観察対象物に向けて照射されるようになっている。
　照明光学系１５は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、撮影光学系１４の径方向外方に、撮影光学系１４の光軸Ｏを中心とした所定の周方向範囲にわたって、撮影光学系１４を取り囲むように同軸に配置された第１部材２３および第２部材２４を備えている。第１部材２３と第２部材２４との間には空気が満たされている。
　第１部材２３は、第２部材２４の径方向内方に配置され、ライトガイド１７によって挿入部２内を導光されてきて、ライトガイド１７の射出端から射出された照明光の一部を反射により偏向させる反射面２３ａを有している。
　反射面２３ａは、図５Ａに示されるように、撮影光学系１４の光軸Ｏを含む縦断面において、照明光の進行方向前方に向かって光軸Ｏから次第に離れる方向に傾斜する領域を備え、径方向外方に凸の凸面部（凸部）２５と、その光軸Ｏ方向後方に並んで配置された凹面部（凹部）２６とを備えている。第１部材２３の反射面２３ａは、その後方端がライトガイド１７の射出端よりも径方向内方に配置され、前方端が、ライトガイド１７の射出端の径方向範囲の略中央の径方向位置に配置されている。
　第２部材２４は、反射面２３ａにより反射された照明光および射出端からの残りの照明光を入射させて屈折により偏向する屈折面２４ａと、該屈折面２４ａにより屈折された後の照明光を周囲に射出させる射出面２４ｂとを備えている。
　屈折面２４ａは、図５Ａに示されるように、撮影光学系１４の光軸Ｏを含む縦断面において、照明光の進行方向前方に向かって光軸Ｏに次第に近接する方向に傾斜する領域を備え、径方向外方に凸の凹面部（凹部、湾曲部）２７と、その光軸Ｏ方向後方に並んで配置された凸面部（凸部、湾曲部）２８とを備えている。第２部材２４の屈折面２４ａは、その後方端がライトガイド１７の射出端よりも径方向外方に配置され、前方端がライトガイド１７の射出端の径方向範囲の略中央の径方向位置に配置されている。
　すなわち、本実施形態においては、照明光学系１５は、以下の条件式（１）、（２）を満足している。
　ＬＲｕ≦ＬＳｂ　　　　（１）
　ＬＳｕ≦ＬＲｂ　　　　（２）
　ここで、
　ＬＲｕは、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、ライトガイド１７の射出端の径方向の延長線と反射面２３ａとの交点までの光軸Ｏからの距離、
　ＬＳｂは、ライトガイド１７の射出端の径方向の最内方位置までの光軸Ｏからの距離、
　ＬＳｕは、ライトガイド１７の射出端の径方向の最外方位置までの光軸Ｏからの距離、
　ＬＲｂは、ライトガイド１７の射出端の径方向の延長線と屈折面２４ａとの交点までの光軸Ｏからの距離である。
　また、照明光学系１５においては、反射面２３ａは、照明光が入射する領域の反射面２３ａの法線とライトガイド１７の射出端の径方向の延長線との交点が、径方向の外側位置に配置されるように形成されている。
　このように構成された本実施形態に係る撮影装置１の作用について以下に説明する。
　本実施形態に係る撮影装置１によれば、ライトガイド１７により導光されてきた照明光が、ライトガイド１７の射出端から射出されると、主として径方向内方に射出された一部の照明光が、反射面２３ａに入射し、径方向外方に射出された残りの照明光が屈折面２４ａに入射する。
　反射面２３ａに入射した照明光は、図５Ａおよび図５Ｂに実線で示されるように、反射面２３ａによって反射されることにより偏向された後に、屈折面２４ａに入射させられて屈折により再度偏向され、その後、射出面２４ｂから射出される際に屈折によって再々度偏向されて、主として撮影装置１の側方に射出される。
　一方、反射面２３ａを介さずに屈折面２４ａに入射した照明光は、図５Ａおよび図５Ｂに破線で示されるように、屈折面２４ａにおいて屈折により偏向された後に、射出面２４ｂから射出される際に屈折によって再度偏向されて、主として撮影装置１の前方に射出される。
　反射面２３ａには、ライトガイド１７の射出端から軸方向に離れた位置に凸面部２５が設けられているので、ライトガイド１７の射出端から比較的浅い角度で射出された照明光を凸面部２５に入射させて後方領域にまで広がる広い角度範囲に照明光を広げることができる。これにより、照明領域を広く確保することができ、広範囲に存在している観察対象物を撮影することができるという利点がある。
　また、反射面２３ａには、凸面部２５の後方に隣接して凹面部２６を設けているので、当該凹面部２６に入射した照明光がライトガイド１７の射出端の方向に戻ることを防止することができる。
　そして、反射面２３ａが、照明光が入射する領域の反射面２３ａの法線とライトガイド１７の射出端の径方向の延長線との交点が、径方向の外側位置に配置されるように形成されているので、反射面２３ａで反射された照明光がライトガイド１７の射出端に戻ることを防止して、照明効率を向上することができる。
　図５Ｂに、図５Ａの縮尺を縮小して、図５Ａの実線と破線で示される照明光の照明領域を分かりやすく示す。図５Ｂによれば、破線の照明光が主に前方領域を照明し、実線の照明光が主に側方の領域を照明していることが分かる。そして、このように、側方と前方の領域をそれぞれ照明するようにライトガイド１７から射出された照明光を２つに分岐することで、広範囲の領域を照明することができる。
　また、本実施形態に係る撮影装置１によれば、反射面２３ａと射出面２４ｂとの間に配置した屈折面２４ａにおける屈折によって、上述した側方と前方の領域をそれぞれ照明する照明光の境目をなくすことができ、均一な照明を行うことができるという利点がある。屈折面２４ａは、照明光を全反射が起きない角度で射出面２４ｂに入射させるように屈折させる効果も有するので、射出面２４ｂでの全反射が抑制され、ライトガイド１７側への戻り光などの不要光の発生を防止して、照明効率を向上することができる。
　また、本実施形態に係る撮影装置１によれば、上述した条件式（１）、（２）を満たすので、ライトガイド１７の射出端から射出された照明光を効率よく照明光学系１５に入射させることができる。
　また、反射面２３ａと屈折面２４ａとの間を空気層とすることにより、屈折面２４ａでの屈折を大きくすることができる
　さらに、屈折面２４ａが、後方に凸面部２８を備えることにより、屈折面２４ａをライトガイド１７の射出端に向けて開いた状態に配置でき、図５Ａに符号２９で示されるように、この部分を通過する照明光をあまり屈折させずに済む。これにより、反射面２３ａに置いて反射されて同じ領域に入射される照明光と重なる割合を最小限に抑えることができる。
　一方、屈折面２４ａが前方に凹面部２７を備えることにより、図５Ａに符号３０で示されるように、この部分を通過する照明光を光軸Ｏから離れる方向に屈折させるか屈折させずに射出面２４ｂに入射させることができ、より前方領域を照明することができる。
　なお、本実施形態においては、反射面２３ａの法線の一部が、ライトガイド１７の射出端に交差してもよい。具体的には、反射面２３ａにおいて反射した照明光の内、７０％以上が屈折面２４ａを透過して射出面２４ｂから射出されることにしてもよい。
　また、ライトガイド１７の射出端の後段に照明光を拡散させる拡散板を配置してもよい。ライトガイド１７の射出端から射出される照明光の色ムラ等のムラを拡散板における拡散によって除去することができる。
　また、屈折面２４ａの形状を図６Ａに示すように、光軸Ｏを含む縦断面において前方に直線状の平坦部３１を有する形状にしてもよい。凹面部２７に代えて平坦部３１を採用することにより、この領域を通過する照明光をより側方へ屈折させることができる。前方領域への照明を制限したい場合に効果的である。図６Ａの照明光学系１５による照明範囲を図６Ｂに示す。図５Ｂと同様に、破線が反射面２３ａを介さない照明光であり、実線が反射面２３ａを介した照明光である。
　また、反射面２３ａの形状を図７Ａに示すように、光軸Ｏを含む縦断面において前方に直線状の平坦部３２を有する形状にしてもよい。凸面部２５に代えて平坦部３２を採用することにより、後方に射出される照明光の割合を減らすことができる。後方領域の照明が不要な場合に効果的である。図７Ａの照明光学系１５による照明範囲を図７Ｂに示す。図５Ｂと同様に、破線が反射面２３ａを介さない照明光であり、実線が反射面２３ａを介した照明光である。
　また、射出面２４ｂは図８に示されるように、外側に凸な曲面形状を有していてもよい。
　また、図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、ライトガイド１７の射出端と、第１部材２３および第２部材２４の後方端とは光軸Ｏ方向に揃っていても揃っていなくてもよい。第１部材２３、第２部材２４およびライトガイド１７の射出端の位置関係は、固定方法に応じて自由に決めることができる。
　また、図１０および図１１に、ライトガイド１７と照明光学系１５との固定方法の例を示す。
　図１０は、第１部材２３と第２部材２４とによってライトガイド１７を径方向に挟み、接着剤で固定する固定方法を示している。ライトガイド１７の側面は照明光が通過しないため、使用する接着剤は、透明なものでも不透明なものでもよい。このようにすることで、反射面２３ａと屈折面２４ａとの間に形成される空気層の水密を容易に図ることができる。
　図１１は、ライトガイド１７を第１部材２３と枠体３３との間で径方向に挟んで接着するとともに、第２部材２４を枠体３３に軸方向に接着することにより固定する固定方法を示している。使用する接着剤は、透明なものでも不透明なものでもよい。これによっても、反射面２３ａと屈折面２４ａとの間に形成される空気層の水密を容易に図ることができる。
　また、図１２Ａに示されるように、第１部材２３と第２部材２４の後端面において両部材２３，２４の隙間を透明な平板状の封止部材３４によって密封してもよい。ライトガイド１７の射出端を封止部材３４に密着または近接させて配置し、射出される照明光を、封止部材３４を透過させて、第１部材２３と第２部材２４との間の空気層に入射させることにすればよい。
　また、枠体３３により固定する場合には、図１２Ｂに示されるように、枠体３３を接着すればよい。また、封止部材３４を拡散板により構成してもよい。ライトガイド１７の射出端から射出された照明光のＮＡを拡大して空気層に入射させることができ、照明範囲を拡大することができるという利点がある。また、ライトガイド１７から射出される照明光の色ムラ等のムラを除去することができるという効果もある。
　また、撮影光学系１４の側方観察用対物レンズ８用の枠体３５に、照明光学系１５を固定する方法として、図１３Ａに示されるように、第１部材２３および第２部材２４を別々に枠体３５に接着する方法を採用する場合、図１３Ｂ、図１３Ｃに示されるように、第１部材２３と第２部材２４の軸方向の位置決めを行うことが困難となる。そのような場合には、図１３Ｄに示されるように、例えば、第２部材２４に枠体３５に軸方向に突き当てる内鍔状のフランジ部３６を設け、第１部材２３をフランジ部３６に対して軸方向に突き当てることにすればよい。
　このようにすることで、第１部材２３、第２部材２４および側方観察用対物レンズ８を軸方向に簡易に位置決めして固定することができる。また、この場合に、第１部材２３および第２部材２４を側方観察用対物レンズ８に接着する部位においては、例えば、黒色の接着剤等を用いて照明光を吸収させることにしてもよい。これにより、側方観察用対物レンズ８に照明光が直接入射することを防止することができる。
　また、照明光学系１５の第１部材２３および第２部材２４は、図１４Ａに示されるように、撮影光学系１４の光軸Ｏ回りに全周にわたって配置された完全な回転体とすることにより、全周にわたって均一に照明を導光できるので好ましい。しかしながら、一般に内視鏡１は、図２および図３に示すように、側方観察用対物レンズ８の周方向の一部に、送水ノズル１３等を配置する構成であり、その場合には、側方視野の一部が欠落する。
　この場合には、照明光学系１５は、図１４Ｂに示されるように、周方向に角度θＧ≦３００°の範囲で設けられることが望ましい。また、本実施形態では撮影光学系１４の光軸Ｏを照明光学系１５の中心軸として記述しているが、これに限らず偏心していてもよい。
　撮影光学系１４の光軸Ｏを中心軸とし、周方向の一部が切り欠かれた円筒状にライトガイド１７を配列した例を図１５に示す。ライトガイド１７の射出端から射出された照明光を照明光学系１５へ効率よく入射させるために、ライトガイド１７の周方向の角度θＳは、
　θＳ≦θＧ
の関係を満たすことが好ましい。
　また、図１５、図１６および図１７に示されるように、照明光学系１５の第１部材２３および第２部材２４の周方向の端面に第２反射部４１を設けてもよい。このようにすることで、反射面２３ａや屈折面２４ａに入射せずに、照明光学系１５の外方に照明光が漏れることを防止して、照明効率を向上することができる。
　図１５において円筒状に配列されたライトガイド１７に代えて、図１６に示されるように、周方向に間隔をあけて複数のライトガイド１７を配置することにしてもよい。図１５の場合と異なり、ライトガイド１７を円筒状に配列する必要がない。
　また、照明光学系１５の第１部材２３および第２部材２４も、それぞれ１つの回転体構造でなくてもよい。具体的には、図１７に示すように、撮影光学系１４の光軸Ｏを中心とした円弧状の横断面を有する第１部材２３および第２部材２４を周方向に間隔をあけて複数対配置してもよい。図１７は、３対の第１部材２３および第２部材２４を周方向に間隔をあけて配置した例であり、各第１部材２３および第２部材２４の周方向長さは、等しくても異なっていてもよい。図１７には、一例として、各第１部材２３および第２部材２４の周方向の角度がθ１，θ２，θ３の場合を示している。
　また、図１８に示されるように、ライトガイド１７と第１部材２３および第２部材２４との間に、光軸Ｏを含む縦断面において、照明光の進行方向に向かって先細となるテーパ状縦断面の導光部３７を配置してもよい。
　このようにすることで、照明光は導光部３７内を導光されながらＮＡが大きくなる。したがって、導光部３７の射出端から照明光学系１５に対して射出される際には、大きなＮＡの照明光が射出されるので、より広範囲を照明することができる。
　また、照明光は導光部３７内を導光されながらミキシングされるので、色ムラ等のムラを除去することができる。特に、導光部３７を第１部材２３および第２部材２４と同様の光軸Ｏ回りに回転させた回転体形状あるいはその周方向の一部を切り欠いた構造に構成することにより、ライトガイド１７を回転体状に構成しなくても、照明光が導光部３７を周方向にも広がりながら導光するので、ミキシング効果を高めて均一な照明を行うことができる。
　また、図１９に示されるように、周方向の一部を切り欠いた略円筒状の導光部３７の周方向の端面に、ライトガイド１７から入射された照明光の少なくとも一部を周方向に偏向させる傾斜面からなる偏向部３８を設けることにしてもよい。このようにすることで、導光部３７の周方向に照明光を偏向し、螺旋状に導光させることができ、均一な照明光を生成することができる。この場合も、導光部３７の周方向に照明光を広げる効果を有するので、導光部３７の入射端面に対し、ライトガイド１７の大きさが小さい場合に好適である。
　また、ライトガイド１７と導光部３７との間に、図２０Ａに示されるように、第２の導光部３９を配置してもよい。
　図２０Ａは、第２の導光部３９を図１８の導光部３７に接続した斜視図、図２０Ｂは、図１８の導光部３７、第２の導光部３９およびライトガイド１７を示す平面図、図２０Ｃは、図１８の導光部３７、第２の導光部３９およびライトガイド１７を示す側面図である。
　第２の導光部３９は、照明光が入射する入射面と照明光を射出させる射出面とを有し、入射面から射出面に向かって横断面積が小さくなるようなテーパ形状を有している。このような形状の第２の導光部３９を接続することにより、導光部３７に入射させる際に照明光を周方向に広げることができ、導光部３７内を周方向に均一に導光させることができる。
　この構成も、導光部３７の入射面に対し、ライトガイド１７の大きさが小さい場合に好適である。
　また、第２の導光部３９を用いることなく、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃおよび図２２に示されるように、導光部３７の入射端面の形状によって同様の効果を得ることにしてもよい。
　すなわち、図２１Ｂに示されるように、導光部３７の入射端面の少なくとも一部に、周方向に半円状に、かつ、径方向に一定の厚さ寸法で凹む凹面からなる偏向部４０を設けることにしてもよい。
　このような偏向部４０は、図２１Ｂに示すように、周方向には照明光のＮＡを広げる効果があり、図２１Ｃに示されるように、径方向には照明光のＮＡを小さくする効果がある。これにより、ライトガイド１７から射出された照明光を、導光部３７の周方向に広げ、導光部３７内を均一に導光させることができるという利点がある。
　偏向部４０の形状は半円形に限られるものではなく、矩形、三角形または台形等の任意の形状のものを採用することができる。
　また、周方向の１箇所に偏向部４０を設けた例を示したが、周方向に間隔をあけて複数配置することにしてもよい。
　また、照明光学系１５における反射面２３ａおよび図１９の偏向部３８には金属（例えば、アルミニウムあるいは銀）、誘電体の多層膜あるいは酸化物多層膜をコーティングして反射率を高めることにしてもよい。
　また、光源装置２０からの照明光をライトガイド１７を使用して導光する例を記述したが、これに限られるものではなく、ＬＥＤやレーザ光源等の他の光源部を採用してもよい。
　１　撮影装置（内視鏡）
　１４　撮影光学系
　１５　照明光学系
　２０　光源装置（光源部）
　２３ａ　反射面
　２４ａ　屈折面
　２４ｂ　射出面
　２５　凸面部（凸部）
　２６　凹面部（凹部）
　２７　凹面部（凹部、湾曲部）
　２８　凸面部（凸部、湾曲部）
　Ｏ　光軸
 

Claims (10)

  1. 　光軸を有し光軸に対して周囲の方向を撮影する撮影光学系と、
    　該撮影光学系の前記光軸を取り囲む位置に配置された１以上の照明光学系とを備え、
    　該照明光学系が、光源部からの照明光を射出する射出端から発せられた前記照明光の一部を反射により偏向させる反射面と、前記照明光の他の一部および前記反射面により反射された前記照明光を屈折させて偏向させる屈折面と、該屈折面において屈折させられた前記照明光を射出させる射出面とを備え、
    　前記光軸を含む断面において、
    　前記反射面が、前方に向かって前記光軸に近接する方向に傾斜する領域を有し、
    　前記屈折面が、前方に向かって前記光軸から離れる方向に傾斜する領域を有するとともに、前記反射面と前記射出面との間に配置され、
    　前記射出端が、前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向位置に配置されている撮影装置。
  2. 　前記光軸を含む断面上において、
    　前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向の距離が、前記屈折面の前端と前記反射面の前端との間の径方向の距離より大きく、
    　前記屈折面および前記反射面の前端が、前記射出端の径方向範囲の途中の径方向位置に配置されている請求項１に記載の撮影装置。
  3. 　前記反射面と前記屈折面との間の光路には空気が満たされている請求項１または請求項２に記載の撮影装置。
  4. 　前記光軸を含む断面上において、
    　前記照明光が入射する前記反射面の領域において、前記反射面の法線の少なくとも一部と前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置する請求項２に記載の撮影装置。
  5. 　前記反射面において反射した前記照明光のうち前記屈折面を透過後に前記射出面から射出される前記照明光の割合が７０％以上である請求項４に記載の撮影装置。
  6. 　前記光軸を含む断面上において、
    　前記照明光が入射する前記反射面の７０％以上の領域において、
    　前記反射面の法線と、前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置する請求項４または請求項５に記載の撮影装置。
  7. 　前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記射出面に向かう凸部を有する請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮影装置。
  8. 　前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記凸部の後方に前記射出面に向かう凹部を有する請求項７に記載の撮影装置。
  9. 　前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が湾曲部を有する請求項７または請求項８に記載の撮影装置。
  10. 　前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が前記射出面に向かう凸部および該凸部の後方に配置された前記射出面に向かう凹部を有する請求項７または請求項８に記載の撮影装置。
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