JP2015112389A - 内視鏡用装置及び内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】ディストーション補正に応じて配光を行うことのできる内視鏡用装置及び内視鏡の提供。【解決手段】内視鏡用装置（１００、３００、５００、６００）は、挿入部（２）と、挿入部（２）に連結される湾曲部（１）と、撮像した画像の歪曲特性を補正可能な撮像光学系（１０）と、前方照明光学系（３１、３２、３３、５）と、前方照明光学系（３１、３２、３３、５）よりも湾曲部（１）側に近い位置に設けられた後方照明光学系（４１、４２、４３、４４、４８、４９）と、を備える。前方照明光学系（３１、３２、３３、５）及び後方照明光学系（４１、４２、４３、４４、４８、４９）が、出射する光量を独立に制御する。後方照明光学系（４１、４２、４３、４４、４８、４９）は、撮像光学系（１０）の視野（Ｆ）内において、挿入部（２）の射影領域（Ｚ１）の外側を照射するように、照明光を出射する。【選択図】図２

Description

本発明は内視鏡用装置及び内視鏡に関する。

照明部を有する内視鏡が利用されている。

例えば、特許文献１では、複数の照明部を有し、それぞれ照明光の強度を独立して制御する内視鏡が開示されている。このような内視鏡によれば、被検体の内部の形状に応じて、照明光を出射することができる。

特開２０１２−１４７８８２号公報

ところで、ディストーション補正に応じた配光を得ることのできる内視鏡用装置及び内視鏡が求められている。

ここで、所定の画像についてディストーション補正を行った際に生じる現象の一例について説明する。例えば、図１３に示すように、内視鏡９００は、挿入部９０１から前方に向かって、照明光を出射する。照明光は、撮像面Ｆ０において出射軸Ｃ９を中心とする略円状の領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照らす。領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の順に直径がだんだんと大きくなる。領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４では、出射軸Ｃ９からの距離に応じて、照度が減少する。ここで、内視鏡９００が撮像した画像Ｉ１についてディストーション補正を行わないまま、表示装置の画面に映す。すると、図１４に示すように、画面には、領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４が中心Ｃから膨張するように歪んだ画像Ｉ１が映し出される。

続いて、画像についてディストーション補正を画像Ｉ１について行う。すると、図１５に示すように、画像Ｉ１（図１４参照）における領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４の外縁が中心Ｃに近づくように、歪みが補正されて、画像Ｉ２が画面に映し出される。従って、画像Ｉ２において、画面の中央にある領域Ｄ１は縮小し、画面の周辺にある領域、例えば領域Ｄ４は広がったように映し出される。

ここで、撮像面Ｆ０の周辺の領域では、撮像面Ｆ０の中央近傍の領域と比較して、照度がコサイン４乗則に比例して低下している。即ち、領域Ｄ１に対し領域Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は順次照度が下がったものとなっている。ゆえに、領域Ｄ１が相対的に小さくなり、領域Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が相対的に大きくなることで、ディストーション補正によって画面の暗い領域が増え、配光が悪化した印象を使用者に与えてしまう。

これを、照明光の光量増大により解決することはできない。なぜなら画像Ｉ２における周辺の領域に対し十分な照度が得られるようにすれば、中心の領域Ｄ１は光量過剰により白飛び（ハレーション）してしまうためである。これにより、使用者は画像の中心と周辺を観察する際に都度照明の切り替えを行わなければならず、使用者にとって非常に負担の大きいものとなる。

また上記の問題は、特許文献１に開示される内視鏡の構成で、画像の周辺にある領域が画像の中心にある領域に対して相対的に強い照明光を用い、解決することもできない。なぜなら、ディストーション補正により照度が落ちたと感じる画像周辺部分を、ディストーション補正前と同等に保とうとして上記照明を発光させれば、画像中心部分が伴って明るくなり、画像周辺部分が明るくなるより先に画像中心が白飛びしてしまうためである。

このことを具体的に説明すれば次のようになる。例えば通常内視鏡で用いられるような、半画角７５°、ｆｓｉｎθのディストーションを持つ対物レンズを考える。即ち、対物レンズの焦点距離をｆ、画像中心からの像高をｈ、その像高における主光線の入射角度をθとする。この光学系では、ｈ＝ｆｓｉｎθが成り立つ。その位置での画像中心に対する照度比Ｅｎ（ｈ）はコサイン４乗則に従って
Ｅｎ（ｈ）＝ｃｏｓ^４（ｓｉｎ^−１（ｈ／ｆ））
と表される。一方、これをディストーションが無いように完全補正したとすれば、その照度比Ｅｎ（ｈ）は、Ｅｃ（ｈ）に変化する。画角から決まる定数をＡとすると、照度比Ｅｃ（ｈ）は、
Ｅｃ（ｈ）＝ｃｏｓ^４（ｔａｎ^−１（Ａｈ／ｆ））
と表される。
これら照度比Ｅｎ（ｈ）及びＥｃ（ｈ）を、それぞれ像高比と照度比を軸にとって関係を図示すると図１６のようになる。

この図１６から、ディストーション補正により画像周辺部分の照度向上に対して画像中心部分の照度向上が非常に大きく表れるということが分かる。つまり、特許文献１に開示される内視鏡の構成で画像周辺部分を照明しようとしても、画像周辺部分の照度向上よりも画像中心部分の照度向上の方が顕著に表れてしまい、結局画像周辺部分が暗いという問題を解決することはできないのである。

本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、ディストーション補正に応じた配光を得ることのできる内視鏡用装置及び内視鏡を提供することを目的とする。

本発明にかかる内視鏡用装置は、
被検体内に挿入される挿入部と、
前記挿入部に連結される湾曲部と、
撮像した画像の歪曲特性を補正可能な撮像光学系と、
前記挿入部の先端部（例えば、一端部）に設けられた前方照明光学系と、
前記前方照明光学系よりも前記湾曲部に近い位置に設けられた後方照明光学系と、を備え、
前記前方照明光学系及び前記後方照明光学系が、出射する光量を独立に制御し、
前記後方照明光学系は、前記撮像光学系の視野内において、前記挿入部の射影領域の外側を照射するように、照明光を出射する。

このような構成によれば、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。

また、前記前方照明光学系が前記撮像光学系の視野内において照射する領域を照射領域（例えば、領域Ｚ２）とすると、前記後方照明部の出射軸が、前記照射領域の内側を通過することを特徴としてもよい。また、前記撮像光学系は対物レンズを含み、前記対物レンズの半画角をωとし、撮像対象と前記先端部との距離をｄとし、前記後方照明学系が前記照明光を出射すると、前記撮像対象における撮像面内において、前記対物レンズの光軸から、照度が最大となる位置までの距離をΔ（ｄ）とし、前記対物レンズの最高解像力が得られる観察距離をｄＮとすると、
で表される式を満たすことを特徴としてもよい。また、観察距離ｄＮの面内Δ（ｄＮ）において、前記前方照明光学系による照度をＩｆと、前記後方照明光学系による照度をＩｂとすると、２≦Ｉｂ／Ｉｆを満たすことを特徴としてもよい。さらに、Ｉｂ／Ｉｆ≦８を満たすことを特徴としてもよい。

他方、本発明にかかる内視鏡は、上記した内視鏡用装置を有する内視鏡である。

本発明によれば、ディストーション補正に応じた配光を行うことのできる内視鏡用装置及び内視鏡を提供することができる。

実施の形態１にかかる内視鏡用装置の斜視図である。 実施の形態１にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。 照度比の分布図である。 実施の形態２にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。 撮像体距離と各種距離を示す表である。 実施の形態３にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。 実施の形態５にかかる内視鏡用装置の斜視図である。 実施の形態５にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。 実施の形態６にかかる内視鏡用装置の斜視図である。 実施の形態６にかかる内視鏡用装置の側面図である。 照度比の分布図である。 撮像体距離と各種距離を示す表である。 関連する内視鏡の模式図である。 関連する内視鏡を用いて得られる画像を示す模式図である。 関連する内視鏡を用いて得られる画像を示す模式図である。 ディストーション補正前と補正後の照度分布を表す図である。

実施の形態１．
図１及び図２を参照して、実施の形態１にかかる内視鏡について説明する。図１は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。

図１に示すように、内視鏡用装置１００は、湾曲部１と、湾曲部１の端部に連結される
挿入部２と、を備える。内視鏡用装置１００は、内視鏡に取り付けられて使用される。内視鏡用装置１００は、撮像した画像についての信号を外部の表示装置に送ることができる。また、内視鏡は、画像についてディストーション補正、すなわち画像の歪曲特性を補正することができる画像処理部を有する。画像処理部が、撮像した画像についてディストーション補正を行い、表示装置が補正後の画像を表示する。ここに、ディストーション補正とは、ディストーションを完全に補正する完全補正でも、発生しているディストーションの絶対値を小さくする軽減補正でもよい。

湾曲部１は、被検体の内部の形状に応じて湾曲可能な紐状体である。また、湾曲部１は、挿入部２に搭載される撮像素子や照明素子等に、電気や信号を授受するためのケーブル等を内部に有する。

挿入部２は、湾曲部１に連結する他端部２２と、他端部２２に組み付けられる一端部２１と、を有する。

一端部２１は、前方照明部３１、３２と、撮像部１０とを有する略円筒体である。前方照明部３１、３２は、所定の配光角度θを有する照明素子であって、例えば、ＬＥＤ（Laser Emitting Diode）である。図では省略しているが、挿入性・耐薬性の向上の目的で透明カバーが取り付けられていてもよい。光の拡散性を上げるため、この透明カバーが屈折力を持っていても勿論よい。また、照明素子は、ＬＥＤ以外にもライトガイドファイバー端からの光を拡散させるレンズ系であってもよく、また、蛍光ガラスを用いたものであってもよい。前方照明部３１、３２は一端部２１の先端上面に設けられている。撮像部１０は、対物レンズ及び撮像素子などを有し、光学軸Ａ１に平行な方向について撮像することができる。前方照明部３１、３２は撮像部１０の光学軸Ａ１に関して対称な位置に設けられている。前方照明部３１、３２は、それぞれ独立に光量を制御することができる。前方照明部３１、３２の出射軸は、光学軸Ａ１と平行である。なお、前方照明部３１、３２の出射軸は、光学軸Ａ１から傾斜していてもよい。

他端部２２は、透明な材料からなる略円筒体である。後方照明部４１、４２、４３、４４が、他端部２２の内周面又はその近傍に設けられている。後方照明部４１、４２、４３、４４が、撮像部１０の光学軸Ａ１を中心とした仮想円の縁上に均等に配置されている。後方照明部４１、４２、４３、４４は、所定の配光角度θ２を有する照明素子であって、例えば、ＬＥＤである。配光角度θ２は、配光角度θと比較して、小さくても構わない。後方照明部４１、４２、４３、４４は、それぞれ独立に光量を制御することができる。後方照明部４１、４２、４３、４４の出射軸Ｃ１はそれぞれ、撮像部１０の光学軸Ａ１から傾斜している。なお、後方照明部４１、４２、４３、４４から照明光は、他端部２２を通過して、内視鏡用装置１００の外方へ出射されるが、他端部２２による屈折が生じない、又は、ほとんど生じない。前方照明部３１、３２、及び、後方照明部４１、４２、４３、４４は、湾曲部１の内部のケーブル等により電気を供給される。

次に、図２を用いて、後方照明部４１、４２、４３、４４の位置及び向きの一例について説明する。図２に示すように、挿入部２の長手方向に垂直な断面形状を撮像面Ｆに射影した領域をＺ１とし、前方照明部３２が撮像面Ｆに照射する領域をＺ２とし、後方照明部４１、４２、４３、４４がそれぞれ照射する領域Ｚ３をとする。すると、領域Ｚ３が領域Ｚ１の外側に位置するように、後方照明部４１、４２、４３、４４の位置及び向きが調整されている。なお、図２では、理解を容易にするために後方照明部４２の照明光を図示し、後方照明部４１、４３、４４の照明光の図示については省略した。また、領域Ｚ２が領域Ｚ１よりも大きくなるように、前方照明部３２から撮像面Ｆまでの距離と、配光角度θが決められる。

また、後方照明部４１、４２、４３、４４の出射軸が領域Ｚ１と領域Ｚ２との間を通過するように、後方照明部４１、４２、４３、４４の位置及び向きが調整されている。

計算例．
次に、図３を用いて、実施の形態１にかかる内視鏡用装置を使用した場合に得られる照度分布の計算例について説明する。図３は、照度比の分布図である。

内視鏡用装置１００を用いて、平面状部を有する撮像体を撮像した。詳細には、内視鏡用装置１００の撮像部１０の光学軸Ａ１が撮像体の平面状部と垂直に交差するように、内視鏡用装置１００の位置及び向きを固定して、撮像した。後方照明部４１、４２、４３、４４は光量Ｒｂの照明光を出射し、前方照明部３１、３２は光量Ｒｆの照明光を出射する。ここで、Ｒｂ／Ｒｆ＞１が成り立つように、光量ＲｂとＲｆとを調整した。このような場合において、図３に撮像した画面の照度分布の計算結果を示した。

図３に示すように、画面中央部近傍の領域Ｅ１では、照度が小さく、暗い。一方、画面周辺部の領域Ｅ２では、照度が大きく、明るい。つまり、中抜けの照明となっており、ディストーション補正を行っても画面中央部を白飛びさせることなく画面周辺部を明るくすることができる。

以上、実施の形態１によれば、前方照明部による照明と、後方照明部による照明とを独立に制御して、後方照明部の向き及び位置を調整することで、ディストーション補正が完全補正か軽減補正かによらず、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、照明光学系として前方照明部と後方照明部とをそれぞれ所定の出射角度で照明光を出射できるように設置している。これにより、小さな径の挿入部を採用し得て、被検体の内部への挿入をスムーズに行うことができる。

実施の形態２．
次に、図４及び５を用いて、実施の形態２にかかる内視鏡用装置について説明する。実施の形態２にかかる内視鏡用装置は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置と比較して、前方照明部と後方照明部との向きのみを異にしている。その他の構成については共通しており、説明を省略する。図４は、実施の形態２にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。図５は、撮像体距離と各種距離を示す表である。

ここでは、前方照明部３２と、後方照明部４２とを例にとって説明する。図４に示すように、前方照明部３２は、配光角度θの照明光を撮像体Ｆ０に向けて出射している。撮像面Ｆにおいて、配光角度θの照明光は、領域Ｚ２３を照射する。さらに、照明光は、配光角度０〜θ／２まで配光角度を有する光束を有する。撮像面Ｆにおいて、この光束は領域Ｚ２１を照射する。後方照明部４２の出射軸Ｃ１が領域Ｚ２１とＺ２３との間の領域Ｚ２２を通過するように、後方照明部４２は設置される。ここで、領域Ｚ２２、Ｚ２３は、領域Ｚ２１と比較して、前方照明部３２による照明光の光量が少量であるものの、後方照明部４２による照明光を受ける。つまり、領域Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３は、良好な配光を得るので、ディストーション補正に応じた配光をより確実に安定して行うことができる。

ここで、後方照明部４２の出射軸Ｃ１が領域Ｚ２２を通過する場合について、より具体的に説明する。光学軸Ａ１から領域Ｚ２１の外縁上の点Ｐ１までの距離をＬ１とする。また、光学軸Ａ１から、出射軸Ｃ１と撮像面Ｆとの交点Ｐ２までの距離をＬ２とする。さらに、光学軸Ａ１から領域Ｚ２３の外縁上の点Ｐ３までの距離Ｌ３とする。以下の数式１が成り立つと、後方照明部４２の出射軸Ｃ１が領域Ｚ２２を通過する。
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３ …（数式１）
具体的には、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が以下の数式２、３、４でそれぞれ表される。
Ｌ１＝ｄ１×ｔａｎ（θ／２） ……………（数式２）
Ｌ２＝（ｄ１＋ｄ２）×ｔａｎ（α） ……（数式３）
Ｌ３＝ｄ１×ｔａｎ（θ） …………………（数式４）
撮像体距離ｄ１：前方照明部３２から撮像体までの距離［ｍｍ］
照明部間距離ｄ２：前方照明部３２から後方照明部４２までの距離［ｍｍ］
出射角度α：光学軸Ａ１と出射軸Ｃ１との交差する角度［°］
数式１が成り立つためには、撮像体距離ｄ１と照明部間距離ｄ２と出射角度αと配光角度θとを適切に決定すればよい。これらを適切に決定すると、上記した通り、ディストーション補正に応じた配光をより確実に安定して行うことができる。

さらに具体的な例について説明する。ここでは、照明部間距離ｄ２＝１０［ｍｍ］、出射角度α＝４０［°］と調整し、さらに配光角度θ＝１４０［°］とした場合の、撮像体距離ｄ１＝５、１０、１００［ｍｍ］における距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を求めた。

求めた結果を図５に示した。図５に示すように、撮像体距離ｄ１［ｍｍ］が、５、１０、１００のいずれの場合であっても、距離Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３が成り立っている。つまり、いずれの場合でも、ディストーション補正に応じた配光を行えると考えられる。

実施の形態３．
次に、図６を用いて、実施の形態３にかかる内視鏡用装置について説明する。実施の形態３にかかる内視鏡用装置は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置と比較して、後方照明部の位置及び向きのみが異なる。その他の構成については共通しており、説明を省略する。図６は、実施の形態３にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。

図６に示すように、内視鏡用装置３００の撮像部１０は対物レンズ１１を含む。撮像面Ｆには、対物レンズ１１の半画角ωの２分の１の角度、すなわちω／２で撮像される領域Ｚ３１の外縁と、対物レンズ１１の半画角ωで撮像される領域Ｚ３３の外縁とに囲まれる領域Ｚ３２がある。出射軸Ｃ１が領域Ｚ３２を通過するように、後方照明部の位置及び傾きを決める。前方照明部のみが照明光を出射した場合において、領域Ｚ３２では、ディストーション補正を行うと、特に暗くなったように見える。前方照明部による照明光に加えて、後方照明部による照明光が出射されると、領域Ｚ３２の照度を高めて、良好な配光を実現できる。なお、対物レンズ１１の半画角ωと前方照明部の配光角度θとは、同じ又はほぼ同じだと好ましい。ここで、「ほぼ同じ」とは、誤差１０％以内であることを意味する。

具体的には、以下の数式５が成り立つように、後方照明部の位置及び傾きを決める。
ω：対物レンズの半画角
Δ（ｄ）：対物レンズから距離ｄの間隔を有する面において、後方照明部が発光すると撮像面内において照度が最大となる位置から、対物レンズの光軸までの距離
ｄＮ：対物レンズの最高解像力が得られる観察距離

以上、実施の形態３にかかる内視鏡によれば、実施の形態１にかかる内視鏡と同様に、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる内視鏡用装置について説明する。実施の形態４にかかる内視鏡用装置は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置と比較して、前方照明部と後方照明部とが異なる。その他の構成については共通しており、説明を省略する。

観察距離ｄＮの面内Δ（ｄＮ）において、前方照明部による照度をＩｆと、後方照明部による照度をＩｂとすると、以下の数式６を満たすように、前方照明部と後方照明部との位置、向き、配光角度、光量等を決める。後方照明部は、前方照明部と比較して、大きな光量を出射できると、以下の数式６をより確実に満たすことができて好ましい。なお、前方照明部による照度Ｉｆ、及び、後方照明部による照度Ｉｂは、計算を簡便にするため、それぞれ面内Δ（ｄＮ）における最大値を代表値として用いてもよい。
Ｉｂ／Ｉｆ≧２ …（数式６）
Ｉｆ：前方照明部による照度
Ｉｂ：後方照明部による照度

また、以下の数式７を満たすように、前方照明部と後方照明部との位置、向き、配光角度、光量等を決めると好ましい。
Ｉｂ／Ｉｆ≦８ …（数式７）
数式７を満たす前方照明部と後方照明部とを用いると、適度な性能を有する照明部を用いて、ディストーション補正に応じた配光を行うことができる。

ここで、実施の形態３及び４にかかる内視鏡用装置についての詳しい構成の一例について述べる。図１に示すように、光学軸Ａ１をＺ軸として、ＸＹＺ直交座標系が定められる。前方照明部３１、３２の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、（±７，０，０）である。また、後方照明部４１、４２、４３、４４の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、（±５，±５，−１５）である。前方照明部３１、３２による照明光の出射軸は光学軸Ａ１（Ｚ軸）に平行である。前方照明部３１、３２による照明光の配光角度θは、１４０°である。後方照明部４１、４２、４３、４４の出射角度αは４０°であり、後方照明部４１、４２、４３、４４の方位角、つまり、Ｙ軸と後方照明部４１、４２、４３、４４による照明光の出射軸のなす角度は、±１５、±１６５°である。挿入部２の直径はφ２０ｍｍである。ｄ１は撮像体距離ｄ１は、３０ｍｍである。

実施の形態５．
次に、図７及び８を用いて、実施の形態５にかかる内視鏡について説明する。図７は、実施の形態５にかかる内視鏡用装置の模式図である。図８は実施の形態５にかかる内視鏡用装置の要部の模式図である。なお、図８は、図７に示す内視鏡用装置５００から一端部２１を除いた図である。実施の形態４にかかる内視鏡用装置５００は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置１００と比較して、前方照明光学系として前方照明部３１、３２の代わりに前方照明部と導光板とを用いたところのみ異なる。その他の構成については共通しており、説明を省略する。

図７に示すように、内視鏡用装置５００は、導光板５を有する。導光板５は、透明な材料からなる環状体又は半環状体である。導光板５は、上面に階段状に折れ曲がる階段状面を有する。導光板５は一端部２１の先端に設置されている。なお、内視鏡用装置５００では、導光板５の代わりに、下面に階段状に折れ曲がる階段状面を有する導光板を用いてもよい。このような導光板を用いる場合に、ミラーコートを導光板に施すと好ましい。

図８に示すように、一端部２１の内部には前方照明部３３が導光板５の側面に設置されており、導光板５の周方向に照明光を出射することができる。出射された照明光は、導光板５の底面において反射し、光学軸Ａ１に沿った方向に進み、導光板５の上面から導光板５の外部へ出る。

内視鏡用装置５００は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置１００の前方照明部３１、３２と比較して、大きな面積を有する導光板５の上面から、高い配光角度を有する均一な照明光を出射することができる。

以上、実施の形態５にかかる内視鏡用装置によれば、実施の形態１にかかる内視鏡用装置１００と同様に、ディストーション補正に応じた配光を得ることができる。

実施の形態６．
次に、図９及び１０を用いて、実施の形態６にかかる内視鏡について説明する。図９は、実施の形態６にかかる内視鏡用装置の模式図である。図１０は実施の形態６にかかる内視鏡用装置の側面図である。実施の形態６にかかる内視鏡用装置６００は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置１００と比較して、後方照明光学系として後方照明部４１、４２、４３、４４の代わりに、ライトガイドファイバーバンドルと傾斜ミラーを用いたところのみ異なる。その他の構成についてはほぼ共通しており、説明を省略する。なお、図９及び図１０では、前方照明部３１、３２の出射軸は、光学軸Ａ１から離れるように傾斜している。

図９に示すように、内視鏡用装置６００は、ライトガイドファイバーバンドル４８と、傾斜ミラー４９とを有する。傾斜ミラー９は、上から下に向かって径が減じるように傾斜した面を有する。傾斜ミラー４９の上部は一端部２１に連結する。傾斜ミラー４９は、ライトガイドファイバーバンドル４８の上又は上方に位置する。より詳細には、傾斜ミラー４９の下方に、ライトガイドファイバーバンドル端面４８１が位置する。傾斜ミラー４９の周囲に、透明な材料からなる環状体の透明カバー２３が取り付けられている。透明カバー２３は、一端部２１の下部に連結する。

ライトガイドファイバーバンドル４８は、中空円筒形状である。ライトガイドファイバーバンドル４８は、外部の照明ユニット（図示略）からの光を導光させ、中空円形状のライトガイドファイバーバンドル端面４８１より出射させることができる。ライトガイドファイバーバンドル端面４８１より出射された光は、傾斜ミラー４９で反射され、透明カバー２３から内視鏡用装置６００の外側へと射出される。

計算例．
次に、図１１を用いて、実施の形態１にかかる内視鏡用装置を使用した場合に得られる照度分布の計算例について説明する。図１１は、照度比の分布図である。

内視鏡用装置６００を用いて、実施の形態１にかかる計算例と同様の条件で、平面状部を有する撮像体を撮像した。このような場合において、図１１に撮像した画面の照度分布の計算結果を示した。

図１１に示すように、画面中央部近傍の領域Ｅ６１では、照度が小さく、暗い。一方、画面周辺部の領域Ｅ６２では、照度が大きく、明るい。つまり、中抜けの照明となっており、ディストーション補正を行っても画面中央部を白飛びさせることなく画面周辺部を明るくすることができる。

内視鏡用装置６００は、実施の形態１にかかる内視鏡用装置１００（図１参照。）の前方照明部３１、３２と比較して、内視鏡、特に挿入部２の周方向に対してムラがなく均一な照明とすることができるばかりでなく、照明ユニットなどの光源を外部に設けることが出来るので出射光量を大きくしながらも内視鏡、特に挿入部２を大径化させずに構成することができる。

更に詳しい構成の一つの例について説明する。ライトガイドファイバーバンドル端面４８１は内径がφ１１、外形がφ１６の中空円形状である。傾斜ミラー４９は内視鏡用装置６００の外側に向けて光を反射するよう、内視鏡用装置６００の光学軸Ａ１に対して、４８°傾けてある。例えば、傾斜ミラー４９として最大外径φ１８の傾斜ミラーを用いると、傾斜ミラー面で反射した光線の内、最も視野の内側を照射する光線は内視鏡用装置６００の光学軸Ａ１に対し６４°の傾きを有する。

求めた結果を図１２に示した。図１２は、撮像体距離と各種距離を示す表である。図１２に示すように、撮像体距離ｄ１［ｍｍ］が、１０、２０、１００のいずれの場合であっても、距離Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３が成り立っている。つまり、いずれの場合でも、ディストーション補正に応じた配光を行えると考えられる。

ここで、さらに詳しい構成の一つの例について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系を定めると、前方照明部３１、３２の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、（±７，０，０）である。前方照明部３１、３２の出射軸は、Ｚ軸に関して±８°傾斜する。ライトガイドファイバーバンドル４８の内径は１１ｍｍであり、その外径は１６ｍｍである。傾斜ミラー４９の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、（±７，０，−１０）である。Ｚ座標が−１０ｍｍでは、傾斜ミラー４９の外径は、例えば、φ１８である。Ｚ座標が−１０ｍｍから低くなるにつれて、傾斜ミラー４９の外径が小さくなるように、傾斜ミラー４９のミラー面は傾斜する。ライトガイドファイバーバンドル４８の出射端のＮＡ(Numerical Aperture)は１２０°である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、前方照明部及び後方照明部の数、配光角度等を適宜変更してもよい。また、後方照明部は、一端部の、特に、前方照明部よりも湾曲部に近い位置に設置されていてもよい。更に、実施例では有限個の照明系による離散的な照明系で構成したものについても、拡散板や導光板を用いて、内視鏡の周方向に一様かつ連続的な照度分布が得られるようなものとしてもよい。

１ 湾曲部、 ２ 挿入部、 ５ 導光板、 １０ 撮像部、
１１ 対物レンズ、 ２１ 一端部、 ２２、２３ 他端部（透明カバー）、
３１、３２、３３ 前方照明部、 ４１、４２、４３、４４ 後方照明部、
４８ ライトガイドファイバーバンドル、 ４９ 傾斜ミラー、
１００、３００、５００、６００ 内視鏡用装置、 Ａ１ 光学軸、
Ｃ１ 出射軸、 ｄ１ 撮像体距離、 ｄ２ 照明部間距離、
ｄＮ 観察距離、 Ｆ 撮像面、 Ｉ１、Ｉ２ 画像、
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 距離、 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 点、 Ｒｂ、Ｒｆ 光量、
Ｅ１、Ｅ２、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ２１、Ｚ２３ 領域、
α 出射角度、 θ、θ2 配光角度、 ω 半画角。

Claims (6)

1. 被検体内に挿入される挿入部と、
   前記挿入部に連結される湾曲部と、
   撮像した画像の歪曲特性を補正可能な撮像光学系と、
   前記挿入部の先端部に設けられた前方照明光学系と、
   前記前方照明光学系よりも前記湾曲部に近い位置に設けられた後方照明光学系と、を備え、
   前記前方照明光学系及び前記後方照明光学系が、出射する光量を独立に制御し、
   前記後方照明光学系は、前記撮像光学系の視野内において、前記挿入部の射影領域の外側を照射するように、照明光を出射する内視鏡用装置。
2. 前記前方照明光学系が前記撮像光学系の視野内において照射する領域を照射領域とすると、
   前記後方照明光学系の出射軸が、前記照射領域の内側を通過することを特徴とする請求項１に記載される内視鏡用装置。
3. 前記撮像光学系は対物レンズを含み、
   前記対物レンズの半画角をωとし、
   撮像対象と前記先端部との距離をｄとし、
   前記後方照明光学系が発光すると、前記撮像対象における撮像面内において、前記対物レンズの光軸から、照度が最大となる位置までの距離をΔ（ｄ）とし、
   前記対物レンズの最高解像力が得られる観察距離をｄＮとすると、
   が成り立つことを特徴とする請求項１に記載される内視鏡用装置。
4. 観察距離ｄＮの面内Δ（ｄＮ）において、
   前記前方照明光学系による照度をＩｆと、
   前記後方照明光学系による照度をＩｂとすると、
   ２≦Ｉｂ／Ｉｆ
   を満たすことを特徴とするとする請求項１に記載される内視鏡用装置。
5. Ｉｂ／Ｉｆ≦８
   を満たすことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用装置。
6. 請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の内視鏡用装置を備える内視鏡。