JPH1099268A - 電子内視鏡の光学系装置 - Google Patents

電子内視鏡の光学系装置

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JPH1099268A
JPH1099268A JP8280187A JP28018796A JPH1099268A JP H1099268 A JPH1099268 A JP H1099268A JP 8280187 A JP8280187 A JP 8280187A JP 28018796 A JP28018796 A JP 28018796A JP H1099268 A JPH1099268 A JP H1099268A
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light
optical
light guide
optical system
objective
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JP8280187A
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Kazuaki Takahashi
一昭 高橋
Yuichi Torii
雄一 鳥居
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Fujinon Corp
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Fuji Photo Optical Co Ltd
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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
    • A61B1/04—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 combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—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 combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 先端部の細径化が可能となると共に、照明ム
ラを極力なくす。 【解決手段】 対物光学系１２の後側に、半透過ミラー
膜１７Ａを形成したプリズム１７を配置し、直角に曲げ
られる反射光路にＣＣＤ１８を光学的に接続し、直進光
路にライトガイド２３を接続する。このライトガイド２
３とプリズム１７との間には、光の拡散板２４及び集光
レンズ２５を配置する。これによれば、先端部に、対物
光学系部材１２とライトガイド２３を直列で配置でき、
細径化が可能となる。また、上記拡散板２４により、フ
ァイバー束端面の形状像が撮像素子側へ逆投影されるこ
とがない。更に、このライトガイド２３では、外周部の
光ファイバーの配置密度を高くすれば、外周側の光量不
足を解消して均一な照明が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子内視鏡の光学系
装置、特にライトガイドを介して被観察体内を照明し、
対物光学系を介して撮像素子で撮像された被観察体内を
観察する電子内視鏡の光学系部材の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子内視鏡装置は、光ファイバー束から
なるライトガイドを介して、先端部から光が照明される
ことにより、被観察体内が照明され、これにより対物光
学系を介して捉えられた被観察体内像は、撮像素子で撮
像される。このような電子内視鏡装置では、例えば先端
面まで２本のライトガイドが設けられ、この２本のライ
トガイドに挟まれた位置に上記対物光学系が配置されて
おり、これにより照明した被観察体内を良好に撮像する
ようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電子内
視鏡装置では、細い体腔内等の観察部位に先端部を挿入
することから、先端部（挿入部）の細径化が求められて
おり、上述したライトガイドにおいても、その径を小さ
くすることや、配置を工夫すること等が行われる。しか
し、良好な観察をするためには、明るい照明光が必要で
あり、ライトガイドを余り細径化することは得策ではな
い。
【０００４】また、このような内視鏡では、対物光学系
で捉えられる位置に対し、ムラのない均一の照明を行う
ことは比較的困難であるという問題がある。即ち、上述
のように、ライトガイドが２本ある場合は、両方の光が
所定位置で重なることから、その周辺部において照明ム
ラが生じる。また、ライトガイドが１本の場合は、厳密
にいえば照射位置に対し光が斜めに当ることから、周辺
部では同様に照明ムラが生じることになる。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、先端部の細径化が可能となると共
に、照明ムラを極力なくすことができる電子内視鏡の光
学系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】上記目的を達成するため
に、第１請求項記載の発明に係る電子内視鏡の光学系装
置は、被観察体を捉える対物光学系と、この対物光学系
の後側に配置され、半透過処理を施すことにより、対物
光学系光軸方向の光が略直角に曲げられる反射光路及び
対物光学系光軸方向の光が直進する直進光路を確保する
光路結合用光学素子と、この光路結合用光学素子で設定
された反射光路及び直進光路のいずれか一方に光学的に
接続された撮像素子と、上記光路の他方に光学的に接続
され、光ファイバーからなるライトガイドと、を含んで
なることを特徴とする。第２請求項記載の発明は、上記
ライトガイドと上記光路結合用光学素子との間に、光を
拡散するための拡散板を配置したことを特徴とする。第
３請求項記載の発明は、上記ライトガイドにおいて、光
ファイバーを外周側の方が中心側よりも密となるように
配置したことを特徴とする。
【０００７】上記第１請求項記載の構成によれば、ライ
トガイドから出力される光源光は、光路結合用光学素子
を介して対物光学系に導入され、この対物光学系から被
観察体内へ照明光が照射される。一方、被観察体内の像
についても、上記対物光学系で捉えられ、像光は光路結
合用光学素子を介して撮像素子へ送られ、その撮像面に
結像することになる。このような構成では、先端部にお
いて対物光学系部材とライトガイドが同一径の中に配置
されず、細径化が図れるという利点がある。
【０００８】上記第２請求項記載の拡散板によれば、多
数のファイバーが束ねられたライトガイド端面の形状像
が撮像素子側へ逆投影されることが防止される。上記第
３請求項記載の構成によれば、ライトガイドの中心側よ
りも外周側の方の光量が多くなり、外周側の光量不足状
態を解消して均一な光照明を行うことができる。即ち、
上記のように、照明領域と観察領域を一致させて均一で
効率のよい照明状態が得られた場合でも、外周部がやや
暗くなるという不都合がある。従って、本発明では外周
部の光量を増やし、均一な照明状態が得られるようにし
たものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１及び図２には、実施形態の一
例としての電子内視鏡の光学系装置が示され、図３乃至
図５には、電子内視鏡の先端部の構成が示されている。
まず、図３において、先端部１０には、保持部材１１に
保持されて対物光学系部材（鏡胴部）１２が設けられて
おり、この対物光学系部材１２には対物レンズだけでな
く、絞りやフィルタ等が含まれる。また、図４に示され
るように、先端部１０の先端面に、送気／送水ノズル１
３、鉗子口１４が設けられ、この送気／送水ノズル１３
は、対物レンズ系部材１２の観察窓に空気や洗浄水を供
給するために配置される。
【００１０】上記鉗子口１４は、図３に示される処置具
挿通チャンネル１５に接続され、この処置具挿通チャン
ネル１５を介して鉗子口１４から鉗子等の各種の処置具
が導出できるようになる。
【００１１】図３において、上記対物光学系部材１２の
後側に、光路結合用光学素子として直角プリズム１７が
光学的に接続され、このプリズム１７の下側に、撮像素
子であるＣＣＤ１８が光学的に接続される。このＣＣＤ
１８は、カバーガラス１９で密閉されるＣＣＤパッケー
ジ２０内に収納接続され、このカバーガラス１９が上記
プリズム１７の下面へ接着される。なお、上記ＣＣＤパ
ッケージ２０には、配線パターンが形成されており、こ
の配線パターンを介して、外部へ接続するための信号線
２１が接続される。
【００１２】そして、上記プリズム１７の背面側にライ
トガイド２３が配置され、このライトガイド２３から光
源装置の光源光がプリズム１７へ入射される。即ち、図
１に示されるように、上記プリズム１７の背面（傾斜
面）には、半透過ミラー膜１７Ａが形成され、これによ
って、対物光学系部材１２からの光（光軸１００）が直
角方向であるＣＣＤ１８の方向へ反射する反射光路（光
軸１０１）が設定されると同時に、プリズム１７の背面
から対物光学系部材１２へ光が通過する直進光路（光軸
１０２）が形成される。
【００１３】また、上記ライトガイド２３の前側におい
て、上記プリズム１７の背面との間に、拡散板２４及び
集光レンズ２５が配置されており、この拡散板２４は、
その面をすりガラス（曇りガラス）状に形成して、ライ
トガイド２３の端面のファイバー束の形状がＣＣＤ１８
側へ逆投影されないようにしたものである。上記集光レ
ンズ２５は、対物光学系部材１２で形成される観察光路
と同一の光路に対して、光源光を入射させるために設け
られる。そして、これらライトガイド２３、拡散板２４
及び集光レンズ２５の光軸１０２は対物光学系部材１２
の光軸１００に一致するように配置される。
【００１４】更に、図２に示されるように、実施形態例
のライトガイド２３では、光ファイバーの配置密度が外
周部で高くなるように工夫している。即ち、ライトガイ
ド２３を構成する光ファイバー束は、中心部領域２３Ａ
と外周部領域２３Ｂに分けられ、例えば中心部領域２３
Ａは白丸で示される光ファイバーの間に、黒丸で示され
るダミー線（光ファイバーでない線状体、或いは断線し
た無効な光ファイバー等）が配置され、外部領域２３Ｂ
は白丸で示される光ファイバーのみが配置される。な
お、単に中心部領域２３Ａの光ファイバーを隙間を持っ
た緩い配置、外周部領域２３Ｂの光ファイバーを強く締
め付けた配置とすること等によって、配置密度を変えて
もよい。
【００１５】実施形態例は以上の構成からなり、以下に
その作用を簡単に説明する。図１に示されるように、上
記の対物光学系部材１２によれば、内部に形成された光
路により、角度α（例えば１２０度等）の視野角が得ら
れるが、光源装置からライトガイド２３を介して導かれ
た光は、拡散板２４を通り、集光レンズ２５によって、
プリズム１７背面の半透過ミラー膜１７Ａから所定量が
対物光学系部材１２へ入射する。従って、この光は対物
光学系部材１２設定された光路を通り、上記視野角αと
同一の範囲で照明光として出射されることになり、最適
な照明パターンが得られる。
【００１６】一方、照明された被観察体内は視野角αで
対物光学系部材１２により捉えられ、この像光も照明光
の場合と同一の光路を介してプリズム１７へ導かれ、こ
のプリズム１７（半透過ミラー膜１７Ａ）で直角方向へ
所定量が反射される。従って、図１に示されるように、
撮像素子１８の撮像面１８Ａには被観察体内の像が結像
する。
【００１７】上記のような照明及び撮像において、上記
拡散板２４はその拡散面によりライトガイド２３の端面
の光ファイバー束の形状像が上記撮像面１８Ａに逆投影
されることを防止する。また、このライトガイド２３で
は、図２で説明したように、外周部領域２３Ｂの光ファ
イバーを密に配置したので、外周部から出射される光量
が中心部から出射される光量よりも多くなり、外周部で
照明光量が不足するということがない。即ち、被観察体
の照明の際には、距離が少し遠くなること、レンズによ
る光の広がりの特性等から外周部が暗くなる傾向にある
が、この暗くなる傾向に応じて光ファイバーの配置密度
を高くすることにより、全体に均一な光を照射すること
ができる。
【００１８】そして、上記実施形態例によれば、先端部
１０において対物光学系部材１２とライトガイド２３が
並列ではなく直列に配置されるので、従来におけるライ
トガイドの配置スペースが不要となり、先端部１０の細
径化が図れるという利点がある。
【００１９】上記実施形態例では、プリズム１７の下側
にＣＣＤ１８を設け、背面側にライトガイド２３を配置
したが、この関係を逆にし、プリズム１７の下側にライ
トガイド２３を設け、背面側にＣＣＤ１８を配置しても
よい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、第１請求項に係る
発明によれば、半透過処理を施した光路結合用光学素子
を対物光学系の後側に設け、この対物光学系の観察光路
を照明光路としても用いるようにしたので、先端部では
対物光学系とライトガイドとを直列に配置することがで
き、細径化が可能となる。
【００２１】第２請求項に係る発明によれば、拡散板を
設けたので、ライトガイド端面のファイバー束の形状像
が撮像素子側へ逆投影されず、良好な撮像が可能とな
る。第３請求項に係る発明によれば、ライトガイドの外
周部での光ファイバーの配置密度が高くなるようにした
ので、外周側の光量不足状態を解消して均一な光照明を
行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子内視鏡の光学系
装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１のライトガイドの端面での光ファイバーの
配置を示す説明図である。
【図３】実施形態例の電子内視鏡先端部の構成を示す側
面断面図である。
【図４】図３の先端部の先端面を示す図である。
【図５】図３の先端部を後側から見た図である。
【符号の説明】
１０ … 先端部、 １２ … 対物光学系部材、 １７ … プリズム、 １７Ａ … 半透過ミラー膜、 １８ … ＣＣＤ、 ２３ … ライトガイド、 ２４ … 拡散板、 ２５ … 集光レンズ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被観察体を捉える対物光学系と、 この対物光学系の後側に配置され、半透過処理を施すこ
    とにより、対物光学系光軸方向の光が略直角に曲げられ
    る反射光路及び対物光学系光軸方向の光が直進する直進
    光路を確保する光路結合用光学素子と、 この光路結合用光学素子で設定された反射光路及び直進
    光路のいずれか一方に光学的に接続された撮像素子と、 上記光路の他方に光学的に接続され、光ファイバーから
    なるライトガイドと、を含んでなる電子内視鏡の光学系
    装置。
  2. 【請求項２】 上記ライトガイドと上記光路結合用光学
    素子との間に、光を拡散するための拡散板を配置したこ
    とを特徴とする上記第１請求項記載の電子内視鏡の光学
    系装置。
  3. 【請求項３】 上記ライトガイドは、光ファイバーを外
    周側の方が中心側よりも密となるように配置したことを
    特徴とする上記第１請求項記載の電子内視鏡の光学系装
    置。
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