JPH07140329A

JPH07140329A - 広角照明装置

Info

Publication number: JPH07140329A
Application number: JP5283755A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakatate; 健一中楯; Sadao Chigira; 定雄千吉良; Akira Tonerikawa; 亮舎川; Masayuki Otomo; 眞幸大友; Hideo Kawasaki; 英雄川崎
Original assignee: Fujikura Ltd; Kandenko Co Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd; Kandenko Co Ltd
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-06-02
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JP2941621B2

Abstract

(57)【要約】【目的】細いライトガイド束を用いて広範囲の照明対
象を均一に照明できるようにした広角照明装置を得る。【構成】２以上のライトガイド３，７の照射方向を変
え、かつその照明範囲ａ，ｂを隣接させる。このとき、
１以上のライトガイド７の先端部に、その照射方向を変
える手段９を設ける。照射方向を変える手段は、ライト
ガイド先端部の屈曲、斜め研磨、ライトガイド先端部に
設置した反射鏡９、またはプリズムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は広角照明装置に関し、特
に内視鏡などにおいて、細いライトガイド束を用いて広
範囲の照明対象を均一に照明できるようにした広角照明
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡など遠隔観察装置においては、一
般に、観察対象を照明するために、対物部の先端に電球
などの光源を直接配設するか、または可撓性のライトガ
イドを通して光を照射する方法が用いられる。このう
ち、電球などの光源を直接先端部に配設する方法は、広
角の照明は可能であるが、先端部に電気系統の器具があ
るため口径が大きくなって対物部の細径化に限度があ
り、また発熱のため対物レンズ装置や観察対象に損傷を
与え、さらに電球の破損または漏電やスパークによる危
険もある。特に医療用としては、上記の全ての理由から
採用が困難である。一方、ライトガイドを用いれば、先
端部に特別の装置は不要であるから対物部の細径化が可
能であり、先端部における発熱や漏電の危険もない。従
って近時は、内視鏡など遠隔観察装置における照明には
ライトガイドが多用されるようになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】遠隔観察装置は、対物
部を細い非直線性の挿入口から挿入する場合が多いの
で、これに用いられるライトガイドは普通、多数の光フ
ァイバを束ねたもので、可撓性を有するように形成され
る。照明光はこのそれぞれの光ファイバ中を、界面反射
を繰り返しながら進行し、先端部から放射されるので、
ライトガイドから照射される照明光は一般に拡散する照
射角を有していて、照明対象における照射範囲は、ライ
トガイドの口径より大となる。しかし、光ファイバの口
径は小さいから、この照射角も普通、約５０゜以下と狭
いものである。従って、例えば対物レンズの周囲に複数
のライトガイドを環状に配設しても、広角系の対物レン
ズが受光できる観察対象の範囲を均一に照明することは
困難である。

【０００４】そこで、図５に示すように、先端部に対物
レンズ２を装着したイメージファイバ１の周囲に、複数
のライトガイド１４を環状に配設し、それぞれのライト
ガイド１４の先端部に、広角レンズ系１５を設け、これ
によって照射角を拡大する方法が提案された。しかし、
この方法はレンズ系１５を取り付けるためにライトガイ
ドの先端部が大径化し、結局、遠隔観察装置の対物部の
細径化にあまり寄与しないことになる。また、各ライト
ガイド１４のそれぞれに広角レンズ系１５を設けるので
あるから、高価なものになる。

【０００５】また、図６に示すように、イメージファイ
バ１の周囲に環状に配設した複数のライトガイド１４の
先端部に、微小レンズ１６を環状に並列して一体に形成
した微小レンズ環１７を取り付ける方法も提案されてい
る。しかしこの方法は、微小レンズ環の各微小レンズ１
６の光軸と、対応する各ライトガイド１４の光軸とを合
わせるのに細心の注意が必要であるばかりでなく、この
ような微小レンズ環自体の製作に高額の費用を要するこ
とになり不都合である。また、上記いずれの方法によっ
ても、ライトガイドの照射角を広角レンズで広げること
は照度の低下をもたらす。本発明は上記の問題を解決す
るためになされたものであり、従ってその目的は簡易な
手段で広範囲の照明対象を均一に照明することのできる
広角照明装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、２以上の
ライトガイドの照射方向をそれぞれ変え、かつそれぞれ
の照明範囲を隣接させて、広範囲の照明対象に均一な照
度が得られるようにした広角照明装置を提供することに
よって解決できる。ここで、「照射方向」とは、ライト
ガイドから放射される照明光の中心光軸の方向をいう。
また「照明範囲」とは、照明対象面上で実質的に均一な
照度が得られる照明の範囲をいう。上記において、この
広角照明装置は、１以上の照明用ライトガイドの先端部
に、その照射方向を変える手段を設けたものであること
が好ましい。ここで、照射方向を変える手段は、ライト
ガイド先端部の屈曲であることが好ましい。また、照射
方向を変える手段は、先端部の斜め研磨であることが好
ましい。または、照射方向を変える手段は、先端部に設
置した反射鏡であることが好ましい。あるいはまた、照
射方向を変える手段は、先端部に設置したプリズムであ
ることが好ましい。

【０００７】

【作用】個々のライトガイドの照射角は狭いものであっ
ても、２以上のライトガイドのそれぞれの照射方向を変
え、しかもそれぞれのライトガイドの照明範囲が隣接す
るように配設すれば、それぞれが互いに照明対象の隣接
する区分を照明することになる。従って、照明対象の広
さおよびそのパターンに応じて、ライトガイドの数およ
び配置を設定すれば、希望する範囲の照明対象を均一な
照度で照明することができる。照射方向を変える手段と
しては、２以上の直線状ライトガイドを照明対象に対し
て互いに傾けて配置する方法もあるが、ライトガイドが
可撓性である場合は、少なくとも一部のライトガイドに
ついて、その先端部に照射方向を変える手段を設けれ
ば、２以上のライトガイドを小径の束にまとめ、しかも
上記の目的を達成することができる。

【０００８】先端部の照射方向を変えるには、さまざま
な手段がある。例えば、可撓性のライトガイドの先端部
を屈曲してもよい。これにより、そのライトガイドの照
射方向は変わる。また先端部を斜め研磨してもよい。こ
れにより、照射方向は、研磨された傾斜の方向に変わ
る。ライトガイドの先端部に反射鏡を設けてもよい。こ
れにより、反射鏡に対するライトガイドからの光の入射
角が０または直角でない限り、照射方向が変わる。さら
にまた、ライトガイドの先端部にプリズムを設けても、
同様に照射方向は変わる。

【０００９】

【実施例】次に本発明を実施例によってさらに詳しく説
明する。（実施例１）図１に示す実施例は、内視鏡であって、ラ
イトガイドの先端部を屈曲させて照射方向を変えるよう
にした本発明の広角照明装置を有している。図１におい
て、内視鏡２１の軸心部にはイメージファイバ１が通
り、その対物部先端には対物レンズ２が装着され、この
イメージファイバ１と対物レンズ２とが影像伝送系を形
成している。この影像伝送系の周囲に、本発明の広角照
明装置が装着されている。

【００１０】この広角照明装置は、影像伝送系の周囲に
環状に配列された複数の直線状ライトガイド３と、その
先端部外周に嵌合され、先端部方向に増径する環状クサ
ビ４と、直線状ライトガイド３の外周に環状に並列さ
れ、環状クサビ４の傾斜に沿って先端部が屈曲された複
数の屈曲ライトガイド５とを有している。従ってこの複
数の屈曲ライトガイド５は、環状クサビ４が形成する傾
斜に沿って先端部方向に増径するラッパ状の形状を形成
している。直線状ライトガイド３および屈曲ライトガイ
ド５は、いずれも多数の光ファイバを束ねて構成された
ものであって、その後端部は、図示しないが、それぞれ
光源系に光学的に接続されている。

【００１１】光源系から直線状ライトガイド３に入射し
た照明光は、ライトガイド先端部から約５０゜の一定の
照射角をもって放射され、影像伝送系の観察対象面、す
なわち照明対象面Ｘにおいて、一定の照明範囲ａを形成
する。この照明光の光軸３ａは、影像伝送系の光軸と平
行である。

【００１２】一方、光源系から屈曲ライトガイド５に入
射した照明光は、このライトガイドの屈曲に沿って曲げ
られ、先端部から放射される。従ってこの照明光は、光
軸３ａとは非平行な光軸５ｂを有し、照明範囲ａの外側
に照明範囲ｂを形成する。この照明範囲ａとｂとは、環
状クサビ４が形成する傾斜角を調節することによって、
互いに隣接させることができるので、双方の照明範囲を
連続させて、広範囲の照明対象が均一な照度で照明され
るようにすることができる。すなわち、この広角照明装
置においては、影像伝送系の周囲に環状に配列された複
数の直線状ライトガイド３が、それぞれの照明範囲を隣
接させることによって、影像伝送系の軸心を含む円形の
照明範囲を形成し、直線状ライトガイド３の外周に環状
に並列され、その先端部が外向きに屈曲された複数の屈
曲ライトガイド５が、上記円形の照明範囲の周囲に隣接
した環状の照明範囲を形成し、全体として広範囲の照明
を可能としている。

【００１３】（実施例２）図２に示す実施例２は、ライ
トガイドの先端部を斜め研磨して照射方向を変えるよう
にした広角照明装置を有している。図２において、内視
鏡２２は、軸心部に配設されたイメージファイバ１と対
物レンズ２とからなる影像伝送系の周囲に、環状に配列
された複数の直線状ライトガイド３と、この直線状ライ
トガイド３の外周に環状に並列された複数の斜め研磨ラ
イトガイド６とを有している。この斜め研磨ライトガイ
ド６は、その先端部が斜めに研磨されていて、いずれの
斜め研磨ライトガイド６も、その研磨面が影像伝送系の
軸心に対して外向きとなるように配設されている。直線
状ライトガイド３および斜め研磨ライトガイド６は、い
ずれも多数の光ファイバを束ねて構成されたものであっ
て、その後端部は、図示しないが、それぞれ光源系に光
学的に接続されている。

【００１４】直線状ライトガイド３に入射した照明光
は、実施例１の場合と同様に、ライトガイド先端部から
約５０゜の一定の照射角をもって放射され、照明対象面
Ｘ上に一定の照明範囲ａを形成する。この照明光の光軸
３ａは、影像伝送系の光軸と平行である。

【００１５】一方、斜め研磨ライトガイド６に入射した
照明光は、研磨面の頂部６ｃ近傍から放射される光と、
底部６ｄ近傍から放射される光とで、照明対象面Ｘに到
達する距離が異なるため、面Ｘにおいて楕円状の照明範
囲ｂを形成し、その光軸６ｂは影像伝送系の光軸から遠
ざかる方向に曲がる。つまり、斜め研磨によってライト
ガイド６の照射方向は変わる。この照明範囲ａとｂと
は、斜め研磨の傾斜角を調節することによって、互いに
隣接させることができる。従って、これにより双方の照
明範囲を連続させて、広範囲の照明対象面Ｘに均一な照
度が得られるようにすることができる。複数の直線状ラ
イトガイド３と斜め研磨ライトガイド６とが、影像伝送
系の周囲にそれぞれ環状に形成されているので、それぞ
れの照明範囲を隣接させることによって全体として、影
像伝送系の軸心を中心とする広範囲の照明が可能とな
る。

【００１６】（実施例３）図３に示す実施例３は、ライ
トガイドの先端部に反射鏡を設置して照射方向を変える
ようにした広角照明装置を有している。図３において、
内視鏡２３は、軸心部に配設されたイメージファイバ１
と対物レンズ２とからなる影像伝送系の周囲に、環状に
配列された複数の直線状ライトガイド３と、この直線状
ライトガイド３の外周に環状に並列された複数の反射鏡
付きライトガイド７とを有している。この反射鏡付きラ
イトガイド７は、その先端部に、このライトガイド７の
端面８から放射された照明光を照明対象面Ｘの方向に反
射する反射鏡９が設置されている。

【００１７】この反射鏡９は、その鏡面がライトガイド
の端面８に対して６５゜の角度に傾けられ、合成樹脂製
の台座１０に接着されて固定されている。また、ライト
ガイドの端面８と反射鏡９との空隙部１１は、水密性を
保つために透明なプラスチックで埋められている。この
空隙部はまた、プラスチックで埋める代わりに、プラス
チックまたはガラス製のウインドウで被われていてもよ
い。反射鏡９としては、ニッケルメッキを施した金属鏡
を用いたが、プラスチックに銀メッキを施したもの、ま
たは金属蒸着を施したものなど、いずれでも差し支えな
い。直線状ライトガイド３および反射鏡付きライトガイ
ド７は、いずれも多数の光ファイバを束ねて構成された
ものであって、その後端部は、図示しないが、それぞれ
光源系に光学的に接続されている。

【００１８】直線状ライトガイド３に入射した照明光
は、実施例１の場合と同様に、ライトガイド先端部から
約５０゜の照射角をもって放射され、照明対象面Ｘ上に
一定の照明範囲ａを形成する。この照明光の光軸３ａ
は、影像伝送系の光軸と平行である。

【００１９】一方、反射鏡付きライトガイド７に入射し
た照明光は、反射鏡９によって２５゜の浅い角度で反射
されるから、面Ｘにおいて楕円状の照明範囲ｂを形成
し、その光軸７ｂは影像伝送系の光軸から遠ざかる方向
に曲がる。つまり、反射鏡９によってライトガイド７の
照射方向は５０゜変えられたことになる。この照明範囲
ａとｂとを隣接させると、双方の照明範囲が連続して約
１００゜の範囲の照明対象面Ｘに均一な照度を与えるこ
とができる。この合計の照射角は、反射鏡９の傾斜角を
調節することによって変えることができる。複数の直線
状ライトガイド３と反射鏡付きライトガイド７とが、影
像伝送系の周囲に環状に形成されているので、それぞれ
の照明範囲を隣接させることによって、全体として影像
伝送系の軸心を中心とする広範囲の照明が可能となる。
特にこの反射鏡付きライトガイド７を有する広角照明装
置は、反射鏡９の傾斜角を調節することによって、きわ
めて広範囲の領域を照明することができるので、胃カメ
ラなど、内球面の広角観察のための照明として好適であ
る。

【００２０】（実施例４）図４に示す実施例４は、ライ
トガイドの先端部にプリズムを設置して照射方向を変え
るようにした広角照明装置を有している。図４におい
て、内視鏡２４は、軸心部に配設されたイメージファイ
バ１と対物レンズ２とからなる影像伝送系の周囲に、環
状に配列された複数の直線状ライトガイド３と、この直
線状ライトガイド３の外周に環状に並列された複数のプ
リズム付きライトガイド１２とを有している。このプリ
ズム付きライトガイド１２は、その先端部に、このライ
トガイド１２の端面８から放射された照明光の光軸１２
ｂを影像伝送系の光軸から遠ざかる方向に屈折するプリ
ズム１３が設置されている。

【００２１】直線状ライトガイド３およびプリズム付き
ライトガイド１２は、いずれも多数の光ファイバを束ね
て構成されたものであって、その後端部は、図示しない
が、それぞれ光源系に光学的に接続されている。

【００２２】直線状ライトガイド３に入射した照明光
は、実施例１の場合と同様に、ライトガイド先端部から
約５０゜の照射角をもって放射され、照明対象面Ｘ上に
一定の照明範囲ａを形成する。この照明光の光軸３ａ
は、影像伝送系の光軸と平行である。

【００２３】一方、プリズム付きライトガイド１２に入
射した照明光は、端面８から放射された後、プリズム１
３によって屈折され、光軸３ａとは非平行な光軸１２ｂ
に沿って照明範囲ａの外側に照明範囲ｂを形成する。こ
の照明範囲ａとｂとは、プリズム１３の傾斜角を調節す
ることによって、互いに隣接させることができる。従っ
て、双方の照明範囲を連続させ、広範囲の照明対象面を
均一な照度で照明することができる。すなわち、この広
角照明装置においては、影像伝送系の周囲に環状に配列
された複数の直線状ライトガイド３が、それぞれの照明
範囲を隣接させることによって内側の円形の照明範囲を
形成し、直線状ライトガイド３の外周に環状に並列さ
れ、その光軸１２ｂを外向きに曲げられた複数のプリズ
ム付きライトガイド１２が、上記円形の照明範囲の周囲
に隣接した環状の照明範囲を形成し、全体として広範囲
の照明を可能としている。

【００２４】以上の各実施例では、ライトガイドの先端
部において照射方向を変える典型的な手段について述べ
たが、これら以外の手段またはこれらの手段を組み合わ
せたものもまた、有利に使用できることは言うまでもな
い。例えば、実施例１の、先端部を外側に曲げる手段で
は先端部が大径化する。そこで、これを実施例２に示し
たような斜め研磨と組み合わせれば、先端部を大径化す
ることなく、しかもさらに広角の照明が可能な広角照明
装置が得られる。また、上記各実施例は、いずれも内視
鏡であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、
他の遠隔観察装置または各種ディスプレイなどの広角照
明に広く適用できるものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明の広角照明装置は、２以上のライ
トガイドの照射方向を変え、かつその照明範囲を隣接さ
せてなるものであるので、ライトガイド自体の照明範囲
が狭くても、広範囲の照明対象を均一な照度で照明する
ことができる。このとき、１以上のライトガイドの先端
部に、その照射方向を変える手段を設ければ、小径のラ
イトガイド束を用いて照明範囲を拡大することができ
る。このときの照射方向を変える手段がライトガイド先
端部の屈曲であれば、製作が極めて容易かつ安価な広角
照明装置が得られる。このときの照射方向を変える手段
がライトガイド先端部の斜め研磨であれば、ライトガイ
ド先端部を大径化することなく、また特別な付加的装置
を要せずに広角照明装置が得られる。また、このときの
照射方向を変える手段がライトガイド先端部に設置した
反射鏡であれば、この反射鏡の傾斜角を変えることによ
って照射方向の曲げ角を大きく変更することができ、超
広角の照明が可能な広角照明装置が得られる。さらにま
た、照射方向を変える手段がライトガイド先端部に設置
したプリズムであれば、反射鏡の場合と同様に照射方向
の曲げ角を広範囲に変更することができ、超広角の照明
が可能な広角照明装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の広角照明装置の実施態様を示す断
面図（ａ）と、照明対象側からみた側面図（ｂ）。

【図２】実施例２の広角照明装置の実施態様を示す断
面図。

【図３】実施例３の広角照明装置の実施態様を示す断
面図。

【図４】実施例４の広角照明装置の実施態様を示す断
面図。

【図５】広角照明装置の一従来例の実施態様を示す断
面図。

【図６】広角照明装置の他の従来例の実施態様を示す
断面図（ａ）と照明対象側からみた側面図（ｂ）。

【符号の説明】

３，５，６，７，１２…ライトガイド、９…反射鏡、１
３…プリズム、３ａ，５ｂ，６ｂ，７ｂ，１２ｂ…ライ
トガイド光軸、ａ，ｂ…照明範囲、Ｘ…照明対象面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者舎川亮東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者大友眞幸東京都港区芝浦４丁目８番33号株式会社関電工内 (72)発明者川崎英雄東京都港区芝浦４丁目８番33号株式会社関電工内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２以上の照明用ライトガイドの照射方向
をそれぞれ変え、かつそれぞれの照明範囲を隣接させ
て、広範囲の照明対象に均一な照度が得られるようにし
た広角照明装置。
【請求項２】１以上の照明用ライトガイドの先端部
に、その照射方向を変える手段を設けた請求項１記載の
広角照明装置。
【請求項３】照射方向を変える手段がライトガイド先
端部の屈曲である請求項２記載の広角照明装置。
【請求項４】照射方向を変える手段がライトガイド先
端部の斜め研磨である請求項２記載の広角照明装置。
【請求項５】照射方向を変える手段がライトガイド先
端部に設置した反射鏡である請求項２記載の広角照明装
置。
【請求項６】照射方向を変える手段がライトガイド先
端部に設置したプリズムである請求項２記載の広角照明
装置。