JPS6188216A - 内視鏡の照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は観察に適した配光状態に設定可能とする内視鏡
の照明装置に関Ｊる。

［発明の技術向背ｄとその問題点ニ 一般に内視鏡は、細長の挿入部の先端側に設（ノた観察
用の対物光学系によって観察可能となる範囲を照明でき
るように照明手段も設番ノられている。

上記照明手段は光源装置内の光源の照明光をライトガイ
ドで伝送し、挿入部先端側の出ｑ４端から直接又は配光
レンズを経て出射し、上記観察用［ｉヒとなる範囲の被
写体側を照明するものが一般的である。

上記配光レンズを経て出用される照明光は、被写体距離
が小さい場合あるいは大きい場合なと大きく異る状態で
も使用できるように、観察手段の視野角よりもかなり大
きい角度で拡開して出（ト１される。

このため、例えば適宜の距離から視野内の一部に注目し
て詳しく観察したい場合には照明光’Ｍが不足しがちと
なったり、それぞれの被写体距離においても最適の照明
状態からずれてしまうことがしばしばある。

このため、例えば実公昭５　Ｆ３−１１５２０１号公報
に開示されているように、内視鏡のｆｐンネル内を挿通
可能とする照明ブ［１−ブにＣ所１］とＪる部位に十分
な照明光を照射りる等し−（、Ｊ、リート分に観察でさ
るようにしたものがある１゜上記照明ブし］−ブ（ま非
常に右りＪなもの（・あるが、照明ブト１−ブの進退操
作などを必要とづるため、所望の照明状態に設定するま
でに１１．１間がかかったり、突出さｔ！Ｉこ照明プロ
ーブが体腔内壁を損傷しないように気を配らなければな
らない等の問題点がある。

［発明の目的１ 本発明は上述した点にかんがみてなされたしので、所望
とする部位の観察に適した状態に容易且つ迅速に設定す
ることがでさる内視鏡の照明装置を提供することを目的
とする。

［光用の概要］ 本発明は挿入部の先端側に配設され、照明光を出用する
光学系として電圧の印加等により液晶分子の配向状態を
可変して（のｌ１ｉｉ　Ｉｆｆ　、Ｔを可変制御）１１
できる液晶セルを用いるとバに、手元側にその１１１（
析ｔ＋、を可変するための操作手段を設ｊＪることによ
って、照明光の配光状態を容易にｎＪ変でさ、　ｌ’ｌ
′ｉ望とする配光状１ぷに迅速に設定でさるようにしで
ある。

［光用の実施例コ 以下、図面を参？；ｕ　ｌ、て本Σを明をｆ、１．体向
に説明弓る。

第１図及び第２図は本光明の第１実施例に係ｔつ、第１
図は第１実施例を設けた内視鏡を示し、第２図は第１図
におりる第１実施例の装置部分を示す。

第１実施例が設けられた内視鏡１は、可撓性て細長の挿
入部２と、この挿入部２の後端側に連設された接眼部３
と、この接眼部３から延設されｌζライ１〜ガイドケー
ブル４と、このライトガイドケーブル４が着脱自在に装
るされる″＆源菰買すとから構成されている。

上記挿入部２の先端側は金属部材等用いて先端（１？ｉ
成部６が形成され、内部に結像用の対物レンズ系７が収
納され、この対物レンズ系７の焦貞面にその前端が臨む
ように像伝送１段くイメージガイド）８か挿通されてい
る。しかしてこのイメージカイト８によって、その前端
に結像された思部等の対象物の像は、その後端が固定さ
れＣいる接眼部３側まで伝送され、接眼レンズ９を経て
観察可能とづる観察光学系（観察手段）が構成されてい
る。

尚、イメージカイト８は、可撓性の光学繊鞘東（ファイ
ババンドル）で形成されている。

一方、照明手段を（１η成する光源装置５内には光源ラ
ンプ１１が収納され、この照明光は反射鏡１２で反剣さ
れて略平行光束にされ、コンデンサレンズ１３　’ｃ−
適宜角度に集光されてライ１〜ガイドケーブル４内を挿
通され、ファイババンドルで構成されたライトガイド１
４にお番プる光源装置５に装着された入射端面に照射さ
れる。しかして、この入射端面に照射された照明光は挿
入部２内を挿通されたライトガイド１４の前端の出’）
ｒＪ　ｎｎから出ｑ１され、さらにこの出射端から適宜
角庶ぐ拡間して出射される照明光は、さらにその前方の
配光レンズを構成する液晶レンズ１５を仔で、対象物側
に照射されるようになっている。

上記液晶レンズ１５は第２図にも示すように、ＡＣ／Ａ
ＣＤンバータ１６のＡＣ出力市電圧　２　’ｉｉＪ変抵
抗（器）１７を経て可変分圧されて印加されるように構
成され、この可変抵抗１７は１（・ｊ考が賑作し易いよ
うに接眼部３ないしは接眼部３周ｊＵ部に設けられ、そ
の摘み１８を回動することによって、簡単にその印加電
圧Ｖｏを可変できる。この印加電圧（の値）Ｖｏに応じ
て、その液晶分子の配向状態が可変されることによって
そのｔｉｌｌ析；；ｊが可変制御され、さらにその焦点
距邸が可変１１１１６１１される液晶レンズ１５は、例
えば第２図に示すような構造になっている。

フレーム２１に固定されたガラス板刃の透明（に２２の
両側にスペーサ２３．２３を介装して、該透明板２２の
両側の各面に対向して取付けた平凹レンズ２４及び凹面
状透明板ないし凹レンズ２５〕との各間に同一１１ｉ□
性の液晶２６ａ、２６ｂが封入されている。上記液晶２
６ａ、２６ｂとしては（−１えばＭＥＥあるい【よＰＣ
Ｂ等のネ−７チツク：１）１品が用いられる。

上記液晶２６ａ、２６ｂが１４人された各ヒルにおいて
、対向する各面、つまり内側の透明阪２２の両面及び平
凹レンズ２４の内側の面及び凹レンズ２５の内側の而に
は３ｎ　０２等を」−ｈ　Ｌ、て透明電極２７　ａ　、
　２７　ｂ　、　２８　ａ　、　２８　ｂか設りられて
いる。

上記外側の両市１４ｉ２８ａ、２８ｂはリード線等で導
通され、アース側端子に接続されている。又、内側の両
電極２７ａ、２７ｂも互いに導通され、挿入部２内を挿
通されたリード線を介して可変抵抗１７に接続され、各
電極間２７ａ、２８ａ；２７ｂ、２８ｂ間に印加される
電圧Ｖ。によって、それぞれ液晶分子の配向状態が可変
され、焦点距離か可変制御される液晶レンズ１５が構成
されている。

尚、各液晶２６ａ、２６ｂは、電圧が印加されない場合
に（、↓、てれそれ液晶分子の配向状態、つまり光１ｈ
ｌ＋方向か第２図の矢印り向△と、この方向Ａに重重と
なる方向Ｂどなるようにｒ　ｕ　ｂ　ｌ）　ｉ　ｎ　ｇ
　等の配向処理がしてあり、各配向方向へ、Ｂは入射光
方向と直交さけである。このようにして偏向根を用いる
必要のない焦点距離可変レンズが構成されている。

つまり入射光はＨいに直交づる２つの偏光成分、例えば
第２図の液晶２６ｂにおける矢印方向Ｂの配向方向と液
晶２６ａにお１ノる矢印Ａの配向方向に分解することか
できる。まず、入ＯＪ光の一成分である液晶２６’ｂの
矢印Ｂの配向方向と平行な偏光成分が入射した場合、こ
の光線成分は液晶２６ｂに対して、異常光線となる。し
たがって、この状態で液晶２６ｂに電圧を印加すると、
液晶分子は電圧に応じて徐々に電性に重心な方向に配向
の向きを変えるので異常光線成分に対して液晶２６ｂの
みか【ノの屈折率は連続的に変化し、焦点距離可変の効
果をうけることになる。この液晶２６ｂに対しての異常
光成分は他方の液晶２６ａでは常光成分となるため、み
かけの屈折率は殆んど変化せず焦点距離可変の効果を殆
んどうけない。（常光に対しては電几にＪ、る屈１１ｉ
　１’の１化（ま少い。）したがって、殆んどそのまま
直進りる。

一方、もう−ノｊの大剣光成分、つまり液晶２６【）に
対して常光に相当りる成分（よ該液晶２６ｂではみか【
）の屈折率は殆んど変化Ｕず、焦点距離可変の効果をう
けないが、成品２６　ａで【、１異常光に相当Ｊる成分
どなる／ｘめ前記液晶２６ｂに異常光が入射した場合（
前述）と同様に、みかけの屈折率は変化し、焦点距離可
変の効果を受【Ｊることになる。ところで両液晶２６ａ
、２６ｂには回し電圧ＶＯが印加されるため、Ｎいに等
しい焦点距３り可変の効果を及ばりことに４１ろ。した
がって、これら液晶２６ａ、２６ｂの光軸プｊ向をｎい
に直交するようにｒＪｊねることにより、あらゆる方向
の偏光に７４しても焦点距離可変のレンズとして動作Ｊ
ることになり、偏光板を使用することなく人ｑ」光の偏
光方向に無関係に焦点釦用を可変てきるレンズが実現さ
れている。つまり、輪白板を使用することなく、白ｆ！
？！偏光になっていない自然光に対してし光の利用効率
の、ａい明るいレンズ゛を実現しＣいる。

上記液晶２６ａ、２６ｂは、印加電圧ＶＯが大きくなる
につれ、その屈折率が小さくなり、従つＣ液晶レンズ１
５の凹レンズとしての焦点ｒｌ’　ｌｄ［が長くなるも
のである。つまり、印加電圧ＶＯを大さくツ°るにつれ
て、照明光の配向角度（出射角度）を狭くＣき、印加電
圧を小さフタ゛ると、配向角度を広くできる。

従って、例えば通常は広く拡開して、観察視野の外周側
が暗くならないように照明した状態で観察し、その視野
内の一部をより詳しく観察づ−ることを望む場合にはそ
の部分を視野の中央側に把えて、印加電圧ＶＯを大きく
づることにより拡開する角度つまり出射角度を絞って、
十分な照明光を与えることができ、より詳しく観察でき
る。又、近距離の場合、従来例では十分に拡散させるこ
とができなくなるような照明状況でも印加’ｊｔ１１ｆ
を大きくすることにＪ：り広く拡開さＶることができる
。

これらの場合、接眼８１１３ないしはこの周辺部に設け
た摘み１８を単に回動操作りるのみでその照明光の照明
範囲を可変できるとハに、その’ｎＪ変によって中位面
積当りの照明強度を１１変できるので、観察部位に対し
て観察に適した黒用強度に設定できる。従って、従来例
の場合では、拡間しすぎるため照明光早が不足どなりが
ちな距離においても」分観察可能になり、内視鏡を移動
操作する負担を少くできることにもなる。

第３図は本発明の第２実施例にお【ノる内視鏡の先端側
を示し、第４図はその先端側に収納された液晶レンズを
拡大して示す。

第２実施例の照明手段を形成り−る液晶レンズ３１は、
第１実施例における液晶レンズ１５と同様に内視鏡１の
挿入部２の先端側に収納されている。

上記液晶レンズ３１は、第４図に拡大して示すように、
中央の透明板３２の両側に、透明板３３゜３４がスペー
サ３５．３５を介しＣ対向して取ｆＮ］けられ、これら
両ｊΔ明板３２，３３　：３２．３４との間に液晶３５
ａ、３５ｂが封入されている。

尚、外側の両透明板３３．３４にＪ′３ける内側の面シ
、ｌ鋸歯面状に形成されたフレネル（１４込とな−，＞
　？おり、ここに封入された液晶３５ａ、３５ｂが電圧
の印加によって、その斜面に沿った液晶分子部分から早
く応答できるようにしである。尚、′？！１呂３６ａ、
３６ｂ及び３７ａ、３７ｂは電）引てあり、又、符号３
８は凹レンズである。

その他は上記第１実施例と同様の構造になっている。

１−２第２実施例におｔＪる液晶レンズ３１は、フレネ
ル構造になっているので、液晶分子の配向かし易く、印
加電圧ＶＯに灼する応答性が良々ｆである。又、液晶３
５ａ、３５ｂに印加される電圧に応じて、液晶３５ａ、
３５ｂの屈折率が変化づるため、出射される照明光の中
心方向を例えば図示における矢印Ｃに示づように斜め上
方に向（）たり、略前方に向けて出Ｑ４することもて・
きるようになっている。（印加型１．ｆ、　Ｖ　Ｏが小
さいと、上部側に傾く角度が大きくなる）そのｌｌ！ｊ
　（、ｌ、上記第１実施例と同様の作用効果を有する。

第５図は本発明の第３実施例を示ず。

第３実施例を（情えた内視鏡４１にａ３いては、ｆメー
ジカイド８を用いないで、固体躍像克子４２が用いであ
る。

ライトガイド１４の前には第２実施例における液晶レン
ズ３５が収納されている。又、この液晶レンズ３５には
温度因子の補償手段を構成するために温度センサ４３が
取付けてあり、この検温信号を補正回路４４に入力して
、渇１１ｆｆにすづく屈折率変化を補償する信号出力を
減算器４５の一方に入力し、可変抵抗１７で設定した電
圧（ｉｆ口こ補正（ＩＣ＋を加えて所定の屈折率に保持
するようにしである。

尚、破線で承りように補正回路４４は、可変抵抗１７の
設定電圧を制御信号として取り込むことにＪ：って、広
い温疫範聞及び広い範囲の焦点距離変化に対して所定値
に保持させることができる。

上記第３実施例によれば、照明光によるＴ温の影響とか
周囲の温１σの変化にス・１して、照明光出用光学系の
状態を常に設定舶にイ″１．Ｂ１さμることができる。

尚、木光明【ま上述したものに限らず、例えば液晶レン
ズどしく５°１：イするｌｉ／、造のしの（し、」、い
７１例えば第２図にお（プる液晶２６ａ、２６ｂが凹レ
ンズ状とか凸レンズ状となるように収納部（セル）の形
状をしても良いし、両側の凹レンズ２４．２５ないし透
明板を凸レンズ状等にしたりすることしできる。又、第
４図においで、透明板３４を凹レンズ状又は凸レンズ状
等にすることもできるっ尚、第４図において、２つの鋸
歯状面は、左も対称的な４１４造になっているが、これ
に限定されるものでなく、同一にしても良いし、その他
罪λ１称でも良い。

又、上述においては、印加電圧を可変し′Ｃ液晶レンズ
ないし液晶セルの屈折率を可変１ｉ’ｌ　１２１１づる
ことによって照明光の配光状態を可変制御しているが、
印加電圧の周波数を可変して、ぞの屈１ｆｉ−＜°を可
変制御しても良いし、両方ども可変でさるようにしく、
広範囲にｉ＋Ｊ変でさるようにりることし−Ｃさる。さ
らに腎１揚で制りＩＩすることｂでさる。

又、印加電圧等を可変して屈折率を可変づる手段とて可
変抵抗に限定されるものでないし、又、−での操作１段
を１３１［ＩＪ部周ｊｕに設ＧＪるｂのにＩｉＪらヂフ
ットスイッチ等ぐ操作′Ｃきるような構造とりることし
できる。

又、上記印加電圧の電ｌｌ！Ｉ！は商用ＡＣ電源を用い
て所定の周波Ｈｙあるいは可変できる周波数のＡＣ電圧
に変換するものに限定されるものでなく、ＤＣ／　Ａ　
Ｃ］ンハータを用いる笠しても良い。

尚、配光状］８１を１り変するｌＪめの光学系は、ｄｋ
品レンズのみでなく、通常のレンズとか印加電圧でその
屈折・ｆ本を可変できる透明セラミックスレンス等と組
合わせたしのであってし良い。

又、透明用光源が内視鏡挿入部の外部の光源装置内にあ
るものに限らず、例えば発光ダイオードとかりランプ等
の照明光源が挿入部の先端側に設置ノられ、ぞの前方に
液晶セル又は液晶レンズが設置Ｊられた）１η造のもの
で（ｂっＣら良い。

＜；　Ｊ５、本発明は直視型に限らｆ側視ヘソあるいは
１：１視Ｉ’ｌｌの内１児鏡にり・１しくちｊ釣用Ｃさ
る。

尚、１９１１えば゛小極２７ａ、２７ｂか仝而に設けら
れた仝面電極に限らず、例え４．１上部側（対物レンズ
系にｊ’ｊｔｇ　１−る叫）と、下部側とに２分割等複
数に分割された電極を、’：Ｑ　＋フで、これｌう複２
父の電極に興る値の電圧を印加でさるようにして、配光
状態をより広範囲に選択できる１１４１？ｊの照明手段
にりることもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、内視鏡の挿入部の先
端側からス・１象物側に出〔）・１づる照明光学系に；
１に品ヒルを用いるとバに、液晶の屈折率を可変制御）
１ｊできる印加電圧又はぞの周ＩＩ放を可変して中力１
１できるようにしであるので、簡単な操作でもって、迅
速に着目する対象部位の観察に適しノ〔照明状態に設定
づることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実ＩＭ例を備えた内視鏡の概略を承り構成図、第
２図は第１実施例の要部となる液晶レンズ周辺を承り説
明図、第３図及び第４図は本発明の第２実施例に係り、
第３図は第２実施例を（（ｖえた内視鏡における挿入部
先端側を示す断面図、第４図は第３図における液晶レン
ズ部分を拡大して承り断面図、第５図は本発明の第３実
施例の−・部を示す説明図である。 １・・・内視鏡　　　　　２・・・１申入部３・・・１
８１１１Ｎ部　　　　　５・・・光源装置７・・・対物
レンズ系　　８・・・イメージガイド１４・・・ライト
ガイド １５．３１・・・８艷品レンズ Ｉ　Ｃ３・・・Ａ　Ｃ、／ＡＣ」ンハータ１７・・・口
Ｊ変抵抗　　　１８・・・摘み２１・・・ル−ｌｘ　　
　　２２．３２・・・；Δ閉板２４．２！ｉ・・・凹レ
ンズ ２　６　　ａ　、　　　２　６　　ｂ　　、　　　３　
　ニラ　＋３　１　　　Ｊ　　５　　ｂ　　・・・　ｉ
ｌ’２　品２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、３６Ｆ３
．３（３１）　、　３７　ａ　、　３７　ｂ−雷１山４
２・・・固体Ｆｒｉ汽ｊ止了 ４４・・・ｔ＋ｔｉ正［）１路　　　４艷）・・・載（
）器代理人　　５″？埋ｌ−ＩＪ’　　ｎ？！　　　進
株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内視鏡の挿入部の先端側に設けられた結像光学系
   で結像可能とされる対象物側を照明するために、挿入部
   の先端側に設けられた配光レンズを経て照明光を出射す
   る照明手段において、 前記配光レンズの少くともその一部に液晶が封入され液
   晶セルを用いると共に、液晶セル内の液晶に対する屈折
   率の可変制御手段と、該可変制御手段の操作手段とを設
   けて、照明光の配光状態を可変制御能にしたことを特徴
   とする内視鏡の照明装置。
2. （２）前記屈折率の可変制御手段は、液晶に対する印加
   電圧値又は印加電圧の周波数の可変手段で構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内視鏡の照明
   装置。