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WO2017094165A1 - 照明装置および内視鏡 - Google Patents

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WO2017094165A1
WO2017094165A1 PCT/JP2015/084009 JP2015084009W WO2017094165A1 WO 2017094165 A1 WO2017094165 A1 WO 2017094165A1 JP 2015084009 W JP2015084009 W JP 2015084009W WO 2017094165 A1 WO2017094165 A1 WO 2017094165A1
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axis
illumination light
diffusion optical
incident end
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翔 進士
花野 和成
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オリンパス株式会社
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    • G02B23/2461Illumination
    • G02B23/2469Illumination using optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device and an endoscope.
  • the angle of view of the endoscope is usually 180 ° or less, and the field of view in the direction of travel (hereinafter referred to as the forward field of view) can be easily observed within the range of angle of view, but the field of view behind the direction of travel is observed Can not do it.
  • the forward field of view the field of view in the direction of travel
  • the tip of the endoscope is bent backward for observation, but the operation of making the elbow curved for observation is complicated.
  • Patent Document 1 it is desirable to use an endoscope for the large intestine having a wide angle of view so that the front visual field, the side visual field and the rear visual field can be observed at one time (for example, see Patent Document 1).
  • the endoscope of Patent Document 1 can capture an image having a wide angle of view of 180 ° or more by imaging the front view and the side view with one imaging optical system. Thereby, the operator can observe the back side of the fold without bending the endoscope.
  • Patent Document 1 discloses an illumination optical system which can be disposed compactly while having a wide illumination field in mounting an imaging optical system having a wide field of view on a narrow diameter endoscope.
  • a structure such as a water supply / air supply nozzle which is essential for lens cleaning is disposed at the tip of the endoscope, in particular, There is a disadvantage that the illumination light is partially blocked by the structure, and strong shading of the structure is formed on the subject.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is an illumination device capable of reducing the vignetting of the illumination light by the structure and performing the illumination in which the difference between the bright part and the dark part in the object is less noticeable. And to provide an endoscope.
  • One aspect of the present invention includes a light emitting portion having an emission end for emitting illumination light, and an incident end disposed circumferentially around a predetermined axis and disposed opposite to the emission end, A diffusion optical member for guiding while diffusing the illumination light incident from the end and emitting from the surface, and arranged adjacent to a radially inner surface of the diffusion optical member, the illumination light being radially outward
  • the illumination light emitted from the emission end of the light emitting unit is incident from the incident end of the diffusion optical member disposed opposite to the emission end into the diffusion optical member and is guided while being diffused. It is injected from the surface to the outside.
  • the illumination light intended to be emitted from the radially inner surface of the diffusion optical member is returned to the inside of the diffusion optical member by the reflective layer disposed adjacent to the surface, and is effective as illumination light emitted from the other surface It is used.
  • the emission area of the illumination light in the diffusion optical member covers the largest angle range at the incident end and becomes smaller as it goes away from the incident end in the axial direction, so that the opposite side to the emission area across the axis (ie, In the case where a structure exists in a region where light does not emit when viewed from the above axis, the amount of illumination light irradiated to the edge of the structure is reduced to alleviate the vignetting of the illumination light by the structure it can. As a result, it is possible to perform illumination in which the difference between the bright part and the dark part in the object is less noticeable.
  • the diffusion optical member is provided with a cutout having a shape in which a part in the circumferential direction of the cylinder is cut out over the entire length in the axial direction, and on the cutout side, in the axial direction from the incident end.
  • the inclined surface may be provided with a reflecting means for reflecting the illumination light guided inside the diffusion optical member to the inside of the diffusion optical member.
  • the illumination light axially incident on the diffusion optical member from the incident end can be more effectively circumferentially deflected by the reflecting means disposed on the inclined surface, and the illumination light The lighting efficiency can be improved by making effective use possible.
  • the inclined surface may be flat.
  • 20 degrees or more and 70 degrees or less may be sufficient as an angle which the said inclined surface and the said axis
  • the incident end side of the inclined surface may have a surface whose angle with the axis is smaller than the angle between the inclined surface and the axis. In this way, the edge between the inclined surface and the incident end can be eliminated to prevent damage due to chipping.
  • At least a part of the emission end may be disposed at the incident end at a position overlapping the inclined surface in the circumferential direction.
  • the illumination light incident from the incident end at a position overlapping the inclined surface in the circumferential direction is circumferentially deflected by the inclined surface and effectively used, thereby improving the uniformity of the illumination and the illumination efficiency. It can improve.
  • the notch width may be 100 ° or more and 240 ° or less at a position farthest from the incident end of the diffusion optical member in the axial direction.
  • the notch width may be 100 ° or more and 240 ° or less at a position farthest from the incident end of the diffusion optical member in the axial direction.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the axis of the diffusion optical member may be substantially fan-shaped.
  • a light shielding member may be provided which shields light so that the angle around the axis of the emission area in the diffusion optical member becomes smaller in the axial direction from the incident end.
  • the other aspect of this invention is provided with the light emission part which has the injection
  • a diffusion optical member for guiding the illumination light incident from the incident end while diffusing the light and emitting light from the surface, and being disposed adjacent to a radially inward surface of the diffusion optical member, the illumination light being A reflection layer which reflects outward in the radial direction, and a light shielding area which limits the emission area of the illumination light in the diffusion optical member to a part of the circumferential direction around the axis, and the incident end of the diffusion optical member
  • the light-shielding area has an angle of 100 ° or more and 240 ° or less at the most distant position in the axial direction.
  • the diffusion optical member a simple shape having no notch or inclined surface. Further, by setting the angle around the axis of the light shielding area at a position most distant in the axial direction from the incident end to be 100 ° or more, the dark area with a low amount of illumination light is expanded and vignetting of the illumination light is alleviated. The difference between the part and the dark part can be made inconspicuous. On the other hand, by making the angle around the axis of the light shielding area smaller than 240 °, it is possible to prevent the dark area from becoming excessive and to secure the illumination light quantity on the dark area side.
  • the diffusion optical member includes a notch having a shape in which a part of the circumferential direction of the cylinder is cut out along the entire length in the axial direction, and the axial direction is most distant from the incident end of the diffusion optical member
  • the angle around the axis of the notch width of the notch may be 100 ° or more and 240 ° or less.
  • the light shielding region can be configured by the notch portion.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the axis of the diffusion optical member may be substantially fan-shaped.
  • an illumination device according to any one of the above, an imaging optical system disposed along the axis of the illumination device, and the light emitting region opposite to the emission region across the axis. It is an endoscope provided with the nozzle for air supply or water supply.
  • the axis may be a central axis of the imaging optical system.
  • the present invention it is possible to reduce the vignetting of the illumination light by the structure, and to perform the illumination in which the difference between the bright part and the dark part in the object is less noticeable.
  • FIG. 7 is a view showing another modified example of the arrangement of the fiber bundle with respect to the incident end of the diffusion optical member of FIG. 6;
  • FIG. 7 is a view showing another modified example of the arrangement of the fiber bundle with respect to the incident end of the diffusion optical member of FIG. 6;
  • the endoscope 1 includes an imaging optical system 3, an illumination device 4 according to the present embodiment, and an air supply device according to the present embodiment.
  • cleaning part (structure) 5 provided with the nozzle 5a for water supply is provided.
  • symbol 6 is a forceps port which makes a treatment tool etc. penetrate.
  • the imaging optical system 3 has a cylindrical shape which protrudes from the distal end surface 2a along an axis parallel to the longitudinal axis, as shown in FIG. 3, at a position eccentric to the longitudinal axis of the insertion portion 2 of the endoscope 1. And a plurality of lenses 3b housed in the housing 3a and arranged along the longitudinal axis of the housing 3a. Further, the imaging optical system 3 has an angle of view of 180 ° or more at the front and side.
  • the illumination device 4 is, as shown in FIGS. 3 and 4, a fiber bundle (light emitting unit) 7 having an emission end 7 a for emitting illumination light guided from a light source (not shown); It includes illumination light emitted from an emission end 7a of the fiber bundle 7 and a diffusion optical member 8 for guiding the illumination light while diffusing the incident illumination light.
  • the fiber bundle 7 and the diffusion optical member 8 are disposed along the circumferential direction around the longitudinal axis of the housing 3 a of the imaging optical system 3.
  • the diffusion optical member 8 has a substantially C-shaped cross section by a cutout 8b having a shape in which a part in the circumferential direction of the annular (cylindrical) shape is cut out over the entire axial length. It is a member having a (cross section cut in a plane orthogonal to the axis) shape.
  • the diffusion optical member 8 is formed into the above shape by kneading diffusion particles such as titanium oxide in a resin material such as a cycloolefin copolymer.
  • An end face in the axial direction of the diffusion optical member 8 is provided with an incident end 8a which is disposed to be opposed to the exit end 7a of the fiber bundle 7 and into which the illumination light emitted from the exit end 7a is incident.
  • a reflective layer 9 having a high reflectance is provided on the inner surface in the radial direction of the diffusion optical member 8.
  • the reflective layer 9 is composed of a reflective sheet, a reflective pipe or a reflective coating.
  • inclined surfaces 8c formed of flat surfaces are provided on both ends of the diffusion optical member 8 on the side of the notch 8b. As shown in FIG. 5B, these inclined surfaces 8c are inclined such that the circumferential length of the diffusion optical member 8 becomes short along the axial direction from the incident end 8a. In other words, the angle of the notch width of the notch 8b formed between the inclined surfaces 8c is inclined so as to increase gradually along the axial direction from the incident end 8a.
  • the angle ⁇ of the notch width of the notch 8b is set to about 240 ° at the position farthest from the incident end 8a in the axial direction.
  • the angle of the inclined surface 8c with respect to the axis of the diffusion optical member 8 is set to about 45 °.
  • the radially outer peripheral surface 8d of the diffusion optical member 8 is formed by a smooth curved surface having no unevenness. Then, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, it is fixed to the tip of the insertion portion 2 of the endoscope 1 so that only the radially outer peripheral surface 8 d is exposed. Thus, the exposed outer peripheral surface 8 d constitutes an emission area (hatched portion) A of the illumination light.
  • the fiber bundles 7 are disposed at two places in an arc shape so as to face the incident end 8 a of the diffusion optical member 8.
  • a part of the fiber bundle 7 at each location is disposed at a position overlapping the inclined surface 8 c in the circumferential direction.
  • the cleaning unit 5 is disposed on the distal end surface and circumferential side surface of a substantially rectangular parallelepiped cover 5 b protruding from the distal end surface 2 a of the insertion unit 2 extending outward in the radial direction on one side of the housing 3 a of the imaging optical system 3 A plurality of water supply or air supply nozzles 5a are provided.
  • the cleaning unit 5 is disposed on the opposite side of the emission area A across the axis of the imaging optical system 3.
  • the illumination device 4 and the endoscope 1 configured as described above will be described below.
  • the illumination device 4 when the illumination light guided by the fiber bundle 7 from the light source is emitted from the emission end 7 a of the fiber bundle 7, the illumination light is arranged to face the emission end 7 a. The light is incident on the incident end 8a of the diffusing optical member 8.
  • the illumination light that has entered the diffusion optical member 8 is guided while being diffused in the diffusion optical member 8, and the portion that is to be emitted radially inward is returned radially outward by the reflective layer 9. Moreover, the illumination light which reached the inclined surface 8c which comprises the notch part 8b is deflect
  • the illumination light repeatedly diffused in the diffusion optical member 8 is emitted to the outside from the radially outer peripheral surface 8 d constituting the emission area A, and illuminates an object disposed outside. it can.
  • the illumination device 4 according to the present embodiment since the emission area A is disposed on the opposite side of the cleaning unit 5 with respect to the central axis of the imaging optical system 3, the light is emitted from the emission area A The illumination light can be mitigated by the cover 5 b and the like that constitute the cleaning unit 5.
  • the emission area A is the largest in the vicinity of the distal end surface 2a of the insertion portion 2 due to the inclined surface 8c of the diffusion optical member 8 and becomes smaller as it gets farther forward from the distal end surface 2a
  • the cover 5b prevents high intensity illumination light from being emitted from the emission area A by the cover 5b.
  • the difference between the bright part and the dark part of the illumination in the subject can be made inconspicuous.
  • the incident end 8a opposed to the fiber bundle 7 is largely secured by the inclined surface 8c of the diffusion optical member 8, there is an advantage that a large amount of illumination light incident on the diffusion optical member 8 can be secured. There is also. Furthermore, since the illumination light is deflected in the circumferential direction by the inclined surface 8c of the diffusion optical member 8, the illumination light uniformity is improved by effectively utilizing the incident illumination light without wasting it. There is an advantage that the efficiency can be improved.
  • the angle ⁇ of the notch width of the notch 8b is set to about 240 ° at a position farthest from the incident end 8a in the axial direction, but this angle is any angle of 100 ° to 240 °. May be set to a value.
  • the angle is set to 100 ° or more, the dark area in the subject can be expanded, and the difference between the dark and light areas due to vignetting in the cover 5 b of the cleaning unit 5 can be made inconspicuous. Further, by setting the angle to 240 ° or less, it is possible to prevent the dark area of the subject from becoming excessive and to secure the illumination light amount on the dark area side.
  • the angle of the inclined surface 8c with respect to the axis of the diffusion optical member 8 is set to about 45 °, but this angle may be set to an arbitrary value of 20 ° to 70 °. If this angle is smaller than 20 °, the effect of the inclined surface 8c for deflecting the illumination light in the circumferential direction is reduced, and if it is larger than 70 °, the illumination light incident from the incident end 8a is returned to the incident end 8a side, and the illumination efficiency There is a problem that
  • the inclined surface 8c is formed by a flat surface, it may be replaced by a convex curved surface 8e or a concave curved surface 8f as shown in FIGS. 7A and 7B. Further, as shown in FIG. 5B, in the boundary between the incident end 8a and the inclined surface 8c, a surface (chamfered surface) 8g having an angle smaller than that of the inclined surface 8c may be provided to prevent chipping. .
  • a reflective layer (reflecting means: not shown) having a high reflectance may be provided on the inclined surface 8c. By doing this, it is possible to increase the light amount of the illumination light deflected on the inclined surface 8 c and to improve the illumination efficiency. Further, since the cleaning unit 5 is disposed at an asymmetrical position with respect to the imaging optical system 3 as shown in FIG. 2, the diffusion optical member 8 is, as shown in FIG. It may be configured in an asymmetric shape according to the arrangement.
  • the light shielding region in which the illumination light is not emitted from the portion of the cutout portion 8b is configured by the cutout portion 8b having the inclined surface 8c, but instead, it is shown in FIG.
  • the light shielding region B (hatched portion) may be configured by covering a part of the annular diffusion optical member 8 in the circumferential direction with a light shielding member (not shown) without providing the cutout portion 8 b.
  • the light shielding region B may be configured by covering the vicinity of the notch 8b with a light shielding member without providing the inclined surface 8c.
  • FIG. 9C by providing a light shielding member without providing the inclined surface 8c, an emission area A inclined so as to narrow in the axial direction from the incident end 8a side is configured. It is also good.
  • FIG. 10A-FIG. 10D show, the light guide layer 10a and A two-layer structure having a diffusion layer 10b may be adopted, or a reflection effect may be adopted as the reflection layer 9a disposed inward in the radial direction, and the other part is constituted by the light guide layer 10a. It is also good.
  • the light emitting portions are arranged in an arc at two locations by the emitting end 7a of the fiber bundle 7, but as shown in FIG. 11A, the light emitting portions are arranged over substantially the entire length of the arc shaped incident end 8a. Alternatively, as shown in FIG. 11B, it may be divided into three or more places. Further, without being arranged in an arc shape, as shown in FIG. 11C, fiber bundles 7 having a circular emission end 7a may be arranged at intervals in the circumferential direction of the incident end 8a. Also, instead of the fiber bundle 7, a light source (not shown) such as an LED may be disposed.

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Abstract

 構造物による照明光のケラレを緩和して、対象物における明部と暗部との差が目立ち難い照明を行うことを目的として、本発明に係る照明装置(4)は、照明光を射出する射出端を有する発光部と、所定の軸回りに周方向に沿って配置され、射出端に対向して配置される入射端を備え、入射端から入射された照明光を拡散させながら導光するとともに表面から射出する拡散光学部材(8)と、拡散光学部材(8)の半径方向内方の表面に隣接して配置され、照明光を半径方向外方に反射する反射層とを備え、拡散光学部材(8)における照明光の射出領域(A)の軸回りの角度が、入射端から軸方向に離れるに従って小さくなる。

Description

照明装置および内視鏡
 本発明は、照明装置および内視鏡に関するものである。
 内視鏡の画角は通常180°以下であり、進行方向の視野(以下、前方視野と言う。)は画角の範囲内で容易に観察できるが、進行方向に対して後方の視野を観察することができない。特に、大腸用の内視鏡においては、大腸内の多数のヒダの裏側に存在する病変や疾患を見落とす可能性がある。ヒダの裏側を観察するためには、内視鏡の先端を後方に湾曲させて観察することになるが、多数のヒダ毎に湾曲させて観察する作業は煩雑である。
 そこで、前方視野、側方視野および後方視野を一度に観察できるような広い画角を有する大腸用の内視鏡が望ましい(例えば、特許文献1参照。)。
 特許文献1の内視鏡は、前方視野と側方視野とを1つの撮像光学系で撮像して、180°以上の広い画角を有する画像を取得することができる。これにより、術者は、内視鏡を曲げることなくヒダの裏側を観察できる。
特開2015-16021号公報
 特許文献1は、広い視野を有する撮像光学系を細径の内視鏡に搭載するにあたり、広い照野を備えながらコンパクトに配置できる照明光学系を開示している。しかしながら、内視鏡の先端部には撮像レンズや照明レンズ等の光学系以外に、特に、レンズ洗浄に不可欠な送水送気用のノズル等の構造物が配置されており、照明光学系からの照明光が構造物によって部分的に遮られ、被写体に構造物の強い陰影が形成されてしまう不都合がある。
 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、構造物による照明光のケラレを緩和して、対象物における明部と暗部との差が目立ち難い照明を行うことができる照明装置および内視鏡を提供することを目的としている。
 本発明の一態様は、照明光を射出する射出端を有する発光部と、所定の軸回りに周方向に沿って配置され、前記射出端に対向して配置される入射端を備え、該入射端から入射された前記照明光を拡散させながら導光するとともに表面から射出する拡散光学部材と、該拡散光学部材の半径方向内方の表面に隣接して配置され、前記照明光を半径方向外方に反射する反射層とを備え、前記拡散光学部材における前記照明光の射出領域の前記軸回りの角度が、前記入射端から前記軸方向に離れるに従って小さくなる照明装置である。
 本態様によれば、発光部の射出端から射出された照明光は、射出端に対向して配置された拡散光学部材の入射端から拡散光学部材内に入射され、拡散されながら導光されて表面から外部に射出される。拡散光学部材の半径方向内方の表面から外部に射出されようとする照明光はその表面に隣接配置された反射層によって拡散光学部材内に戻され、他の表面から射出される照明光として有効利用される。そして、拡散光学部材における照明光の射出領域が、入射端において最も大きな角度範囲にわたり、入射端から軸方向に離れるに従って小さな角度範囲となるので、軸を挟んで射出領域とは反対側(すなわち、前述の軸から見て光が射出しない領域側)に構造物が存在した場合に、構造物の端縁に照射される照明光量を低減して、構造物による照明光のケラレを緩和することができる。その結果、対象物における明部と暗部との差が目立ち難い照明を行うことができる。
 上記態様においては、前記拡散光学部材が、円筒の周方向の一部を前記軸方向の全長にわたって切り欠いた形状の切欠部を備えるとともに、該切欠部側に、前記入射端から前記軸方向に離れるに従って切欠幅を拡大する形状の傾斜面を備えていてもよい。
 このようにすることで、入射端から拡散光学部材内に軸方向に入射された照明光の一部を傾斜面において周方向に偏向させることができ、射出領域から射出される照明光の均一性を向上することができる。
 また、上記態様においては、前記傾斜面が、前記拡散光学部材内部を導光されてきた前記照明光を前記拡散光学部材の内側に反射する反射手段を備えていてもよい。
 このようにすることで、入射端から拡散光学部材内に軸方向に入射された照明光を傾斜面に配置された反射手段によって、より効果的に周方向に偏向することができ、照明光の有効利用を図って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、前記傾斜面が平面であってもよい。
 このようにすることで、拡散光学部材の加工容易性を向上することができる。
 また、上記態様においては、前記傾斜面と前記軸とのなす角が20°以上70°以下であってもよい。
 このようにすることで、照明光の均一性の向上と照明効率の向上とを図ることができる。傾斜面と軸とのなす角が20°より小さいと傾斜面において周方向に偏向される照明光量が少なく、傾斜面の効果を十分に得られない一方、70°より大きいと入射端側に戻る照明光量が増加し、照明効率が低下する。
 また、上記態様においては、前記傾斜面の前記入射端側に、前記軸とのなす角が前記傾斜面と前記軸とのなす角より小さい面を有していてもよい。
 このようにすることで、傾斜面と入射端との間のエッジをなくし、チッピングによる破損を防止することができる。
 また、上記態様においては、前記傾斜面と前記周方向に重なる位置の前記入射端に、前記射出端の少なくとも一部が配置されていてもよい。
 このようにすることで、傾斜面と周方向に重なる位置の入射端から入射された照明光を傾斜面によって周方向に偏向して有効利用することにより、照明の均一性の向上および照明効率の向上を図ることができる。
 また、上記態様においては、前記拡散光学部材の前記入射端から前記軸方向に最も離れた位置において、前記切欠幅が100°以上240°以下であってもよい。
 このようにすることで、入射端から軸方向に最も離れた位置における切欠幅を100°以上とすることにより、照明光量の低い暗部領域を広げ、照明光のケラレを緩和して、ケラレによる明部と暗部との差を目立たなくすることができる。一方切欠幅を240°より小さくすることにより、暗部領域の過大化を防ぎ、暗部側の照明光量を確保することができる。
 また、上記態様においては、前記拡散光学部材の前記軸に直交する横断面形状が略扇形であってもよい。
 このようにすることで、円筒を切り欠いただけの簡易な形状として拡散光学部材の製造容易性を向上することができる。
 また、上記態様においては、前記拡散光学部材における前記射出領域の前記軸回りの角度が、前記入射端から前記軸方向に離れるに従って小さくなるように遮光する遮光部材を備えていてもよい。
 このようにすることで、拡散光学部材を切欠部あるいは傾斜面を有しない単純な形状とすることができる。
 また、本発明の他の態様は、照明光を射出する射出端を有する発光部と、所定の軸回りに周方向に沿って配置され、前記射出端に対向して配置される入射端を備え、該入射端から入射された前記照明光を拡散させながら導光するとともに表面から射出する拡散光学部材と、該拡散光学部材の半径方向内方の表面に隣接して配置され、前記照明光を半径方向外方に反射する反射層と、前記拡散光学部材における前記照明光の射出領域を前記軸回りの前記周方向の一部に限定する遮光領域とを備え、前記拡散光学部材の前記入射端から前記軸方向に最も離れた位置において、前記遮光領域の前記軸回りの角度が100°以上240°以下である照明装置である。
 本態様によれば、拡散光学部材を切欠部あるいは傾斜面を有しない単純な形状とすることができる。また、入射端から軸方向に最も離れた位置における遮光領域の軸回りの角度を100°以上とすることにより、照明光量の低い暗部領域を広げ、照明光のケラレを緩和して、ケラレによる明部と暗部との差を目立たなくすることができる。一方、遮光領域の軸回りの角度を240°より小さくすることにより、暗部領域の過大化を防ぎ、暗部側の照明光量を確保することができる。
 上記態様においては、前記拡散光学部材が、円筒の周方向の一部を前記軸方向の全長にわたって切り欠いた形状の切欠部を備え、前記拡散光学部材の前記入射端から前記軸方向に最も離れた位置において、前記切欠部の切欠幅の前記軸回りの角度が100°以上240°以下であってもよい。
 このようにすることで、切欠部によって遮光領域を構成することができる。
 また、上記態様においては、前記拡散光学部材の前記軸に直交する横断面形状が略扇形であってもよい。
 また、本発明の他の態様は、上記いずれかの照明装置と、該照明装置の前記軸に沿って配置された撮像光学系と、前記軸を挟んで前記射出領域とは反対側に配置された送気用または送水用のノズルとを備える内視鏡である。
 上記態様においては、前記軸が前記撮像光学系の中心軸であってもよい。
 本発明によれば、構造物による照明光のケラレを緩和して、対象物における明部と暗部との差が目立ち難い照明を行う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内視鏡の先端部を示す斜視図である。 図1の内視鏡の挿入部の先端部を示す正面図である。 図1の内視鏡の挿入部の先端部を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を説明する部分的な縦断面図である。 図4の照明装置に備えられる拡散光学部材を示す平面図である。 図5Aの拡散光学部材を示す側面図である。 図5Aの拡散光学部材の入射端に対するファイババンドルの配置例を示す図である。 図5Bの拡散光学部材の変形例を示す側面図である。 図5Bの拡散光学部材の他の変形例を示す側面図である。 図5Aの拡散光学部材の変形例を示す平面図である。 図5Aの拡散光学部材の変形例と遮光領域とを説明する平面図である。 図9Aの拡散光学部材と遮光領域の変形例を説明する平面図である。 図9Aの拡散光学部材と遮光領域の他の変形例を説明する平面図である。 図5Aの拡散光学部材の変形例を示す縦断面図である。 図5Aの拡散光学部材の他の変形例を示す縦断面図である。 図5Aの拡散光学部材の他の変形例を示す縦断面図である。 図5Aの拡散光学部材の他の変形例を示す縦断面図である。 図6の拡散光学部材の入射端に対するファイババンドルの配置の変形例を示す図である。 図6の拡散光学部材の入射端に対するファイババンドルの配置の他の変形例を示す図である。 図6の拡散光学部材の入射端に対するファイババンドルの配置の他の変形例を示す図である。
 以下、本発明の一実施形態に係る照明装置4および内視鏡1について、図面を参照して以下に説明する。
 本実施形態に係る内視鏡1は、図1および図2に示されるように、挿入部2の先端面2aに、撮像光学系3と、本実施形態に係る照明装置4と、送気用または送水用のノズル5aを備えた洗浄部(構造物)5とを備えている。図中、符号6は、処置具等を貫通させる鉗子口である。
 撮像光学系3は、内視鏡1の挿入部2の長手軸に対して偏心した位置に、図3に示されるように、長手軸と平行な軸に沿って先端面2aから突出する円筒状の筐体3aと、該筐体3a内に収容され、筐体3aの長手軸に沿って配列された複数のレンズ3bとを備えている。また、撮像光学系3は前方および側方に、180°以上の画角を有している。
 本実施形態に係る照明装置4は、図3および図4に示されるように、光源(図示略)から導光してきた照明光を射出する射出端7aを有するファイババンドル(発光部)7と、該ファイババンドル7の射出端7aから射出された照明光を入射させ、入射された照明光を拡散させながら導光する拡散光学部材8とを備えている。ファイババンドル7および拡散光学部材8は、撮像光学系3の筐体3aの長手軸回りに周方向に沿って配置されている。
 拡散光学部材8は、図5Aに示されるように、円環(円筒)形状の周方向の一部を、軸方向の全長にわたって切り欠いた形状の切欠部8bによって、略C字状の横断面(軸に直交する平面で切断した断面)形状を有する部材である。拡散光学部材8は、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂材料に酸化チタン等の拡散粒子を混練して上記形状に成形されている。
 拡散光学部材8の軸方向の一端面には、ファイババンドル7の射出端7aに対向して配置され、射出端7aから射出された照明光を入射させる入射端8aが備えられている。
 また、拡散光学部材8の半径方向内面には、高い反射率を有する反射層9が設けられている。反射層9は、反射シート、反射パイプあるいは反射コーティングにより構成されている。これにより、拡散光学部材8内において拡散され、半径方向内面側に射出されようとする照明光を反射層9によって反射し、拡散光学部材8内を半径方向外方に再び戻すようになっている。
 また、拡散光学部材8の切欠部8b側の両端には、平面からなる傾斜面8cが設けられている。これらの傾斜面8cは、図5Bに示されるように、入射端8aから軸方向に沿って拡散光学部材8の周方向長さが短くなるように傾斜している。言い換えると、これらの傾斜面8cの間に形成される切欠部8bの切欠幅の角度が、入射端8aから軸方向に沿って次第に大きくなるように傾斜している。
 本実施形態においては、切欠部8bの切欠幅の角度θは、図5Aに示されるように、入射端8aから軸方向に最も遠い位置において略240°に設定されている。また、拡散光学部材8の軸に対する傾斜面8cの角度は、略45°に設定されている。
 また、拡散光学部材8の径方向外方の外周面8dは、凹凸のない滑らかな曲面により構成されている。そして、図1および図2に示されるように、この径方向外方の外周面8dのみが露出するように内視鏡1の挿入部2の先端に固定されている。これにより、露出した外周面8dが照明光の射出領域(斜線部)Aを構成するようになっている。
 また、本実施形態においては、図6に示されるように、ファイババンドル7が、拡散光学部材8の入射端8aに対向して円弧状に2箇所に配置されている。各箇所のファイババンドル7の一部は、傾斜面8cと周方向に重なる位置に配置されている。これにより、一部のファイババンドル7の射出端7aから射出された照明光は、拡散光学部材8内部を軸方向に拡散されながら進み、傾斜面8cの内面によって偏向されて周方向に指向されるようになっている。
 洗浄部5は、撮像光学系3の筐体3aの一側の半径方向外方に延びる、挿入部2の先端面2aから突出する略直方体状のカバー5bの先端面および周方向の側面に配置された複数の送水用または送気用のノズル5aを備えている。洗浄部5は、撮像光学系3の軸を挟んで射出領域Aとは反対側に配置されている。
 このように構成された本実施形態に係る照明装置4および内視鏡1の作用について以下に説明する。
 本実施形態に係る照明装置4によれば、光源からファイババンドル7によって導光されてきた照明光が、ファイババンドル7の射出端7aから射出されると、該射出端7aに対向して配置されている拡散光学部材8の入射端8aに入射される。
 拡散光学部材8内に入射した照明光は、拡散光学部材8内において拡散されながら導光され、半径方向内方に射出されようとする部分は反射層9により半径方向外方に戻される。また、切欠部8bを構成している傾斜面8cに到達した照明光は、傾斜面8cの内側において偏向されて周方向に指向させられる。
 そして、拡散光学部材8内部において拡散を繰り返した照明光は、射出領域Aを構成している半径方向外方の外周面8dから外部に射出され、外部に配置されている被写体を照明することができる。
 この場合において、本実施形態に係る照明装置4によれば、射出領域Aが撮像光学系3の中心軸を挟んで洗浄部5とは反対側に配置されているので、射出領域Aから射出される照明光が洗浄部5を構成しているカバー5b等によってケラレることを緩和することができる。
 さらに、拡散光学部材8の傾斜面8cによって、射出領域Aが挿入部2の先端面2a近傍において最も大きく、先端面2aから前方に離れるに従って小さくなる角度範囲にわたっているので、半径方向内方かつ前方に位置して洗浄部5のカバー5bの端縁に近接する射出領域Aをカバー5bから遠ざけることで、射出領域Aから射出された直後の強度の高い照明光がカバー5bによってケラレることを防止して、被写体における照明の明部と暗部との差を目立ち難くすることができる。その一方で、半径方向外方かつ後方に位置して、洗浄部5のカバー5bの端縁から比較的遠い射出領域Aについては可能な限り広げることにより、照明範囲の拡大を図ることができる。
 また、拡散光学部材8の傾斜面8cによって、ファイババンドル7に対向する入射端8aを大きく確保しているので、拡散光学部材8に入射される照明光の光量を大きく確保することができるという利点もある。
 さらに、拡散光学部材8の傾斜面8cによって、照明光が周方向に偏向されるので、入射された照明光を無駄にすることなく、有効利用して、照明光の均一性を向上し、照明効率を向上することができるという利点がある。
 なお、本実施形態においては、切欠部8bの切欠幅の角度θは、入射端8aから軸方向に最も遠い位置において略240°に設定したが、この角度は100°以上240°以下の任意の値に設定してよい。100°以上とすることで、被写体における暗部領域を広げることができ、洗浄部5のカバー5bでのケラレによる暗部と明部の差を目立たなくすることができる。また、240°以下とすることで、被写体における暗部領域の過大化を防止し、暗部側の照明光量を確保することができる。
 また、本実施形態においては、拡散光学部材8の軸に対する傾斜面8cの角度を略45°に設定したが、この角度は、20°以上70°以下の任意の値に設定してよい。
 この角度が20°より小さいと照明光を周方向に偏向する傾斜面8cの効果が低くなり、70°より大きいと入射端8aから入射した照明光を入射端8a側に戻してしまい、照明効率が低下する問題がある。
 また、本実施形態においては、傾斜面8cを平面により構成したが、これに代えて、図7Aおよび図7Bに示されるように、凸曲面8eあるいは凹曲面8fによって構成してもよい。また、入射端8aと傾斜面8cとの境界部分については、図5Bに示されるように、チッピング防止のために、傾斜面8cより小さい角度の面(面取り面)8gを設けることにしてもよい。
 また、傾斜面8cには、反射率の高い反射層(反射手段:図示略)を設けることにしてもよい。このようにすることで、傾斜面8cにおいて偏向される照明光の光量を増加させて、照明効率を向上することができる。
 また、洗浄部5は、図2に示されるように、撮像光学系3に対して非対称な位置に配置されているので、拡散光学部材8は、図8に示されるように、洗浄部5の配置に合わせて非対称な形状に構成してもよい。
 また、本実施形態においては、傾斜面8cを有する切欠部8bによって、該切欠部8bの部分から照明光を射出させない遮光領域を構成することとしたが、これに代えて、図9Aに示されるように、切欠部8bを設けることなく、環状の拡散光学部材8の周方向の一部を遮光部材(図示略)によって覆うことにより遮光領域B(斜線部)を構成することにしてもよい。あるいは、図9Bに示されるように、傾斜面8cを設けることなく、切欠部8b近傍を遮光部材によって覆うことにより遮光領域Bを構成してもよい。
 また、図9Cに示されるように、傾斜面8cを設けることなく、遮光部材によって覆うことにより、入射端8a側から軸方向に沿って狭くなるように傾斜する射出領域Aを構成することにしてもよい。
 また、本実施形態においては、拡散光学部材8として、樹脂材料に拡散粒子を混練した単一材料を成形したものを例示したが、図10Aから図10Dに示されるように、導光層10aと拡散層10bとを備える2層構造のものを採用してもよいし、半径方向内方に配置する反射層9aとして拡散効果を有するものを採用しその他の部分は導光層10aにより構成してもよい。
 また、本実施形態においては、発光部をファイババンドル7の射出端7aにより2箇所に円弧状に配置したが、図11Aに示されるように、円弧状の入射端8aのほぼ全長にわたって配置してもよいし、図11Bに示されるように、3箇所以上に分割して配置してもよい。また、円弧状に配置することなく、図11Cに示されるように、円形の射出端7aを有するファイババンドル7を入射端8aの周方向に間隔をあけて配列することにしてもよい。また、ファイババンドル7に代えて、LED等の光源(図示略)を配置することにしてもよい。
 1 内視鏡
 3 撮像光学系
 4 照明装置
 5a ノズル
 7 ファイババンドル(発光部)
 7a 射出端
 8 拡散光学部材
 8a 入射端
 8b 切欠部
 8c 傾斜面
 9 反射層
 A 射出領域
 B 遮光領域

Claims (15)

  1.  照明光を射出する射出端を有する発光部と、
     所定の軸回りに周方向に沿って配置され、前記射出端に対向して配置される入射端を備え、該入射端から入射された前記照明光を拡散させながら導光するとともに表面から射出する拡散光学部材と、
     該拡散光学部材の半径方向内方の表面に隣接して配置され、前記照明光を半径方向外方に反射する反射層とを備え、
     前記拡散光学部材における前記照明光の射出領域の前記軸回りの角度が、前記入射端から前記軸方向に離れるに従って小さくなる照明装置。
  2.  前記拡散光学部材が、円筒の周方向の一部を前記軸方向の全長にわたって切り欠いた形状の切欠部を備えるとともに、該切欠部側に、前記入射端から前記軸方向に離れるに従って切欠幅を拡大する形状の傾斜面を備える請求項1に記載の照明装置。
  3.  前記傾斜面が、前記拡散光学部材内部を導光されてきた前記照明光を前記拡散光学部材の内側に反射する反射手段を備える請求項2に記載の照明装置。
  4.  前記傾斜面が平面である請求項2または請求項3に記載の照明装置。
  5.  前記傾斜面と前記軸とのなす角が20°以上70°以下である請求項4に記載の照明装置。
  6.  前記傾斜面の前記入射端側に、前記軸とのなす角が前記傾斜面と前記軸とのなす角より小さい面を有する請求項2から請求項5のいずれかに記載の照明装置。
  7.  前記傾斜面と前記周方向に重なる位置の前記入射端に、前記射出端の少なくとも一部が配置されている請求項2から請求項6のいずれかに記載の照明装置。
  8.  前記拡散光学部材の前記入射端から前記軸方向に最も離れた位置において、前記切欠幅が100°以上240°以下である請求項2から請求項7のいずれかに記載の照明装置。
  9.  前記拡散光学部材の前記軸に直交する横断面形状が略扇形である請求項2から請求項8のいずれかに記載の照明装置。
  10.  前記拡散光学部材における前記射出領域の前記軸回りの角度が、前記入射端から前記軸方向に離れるに従って小さくなるように遮光する遮光部材を備える請求項1に記載の照明装置。
  11.  照明光を射出する射出端を有する発光部と、
     所定の軸回りに周方向に沿って配置され、前記射出端に対向して配置される入射端を備え、該入射端から入射された前記照明光を拡散させながら導光するとともに表面から射出する拡散光学部材と、
     該拡散光学部材の半径方向内方の表面に隣接して配置され、前記照明光を半径方向外方に反射する反射層と、
     前記拡散光学部材における前記照明光の射出領域を前記軸回りの前記周方向の一部に限定する遮光領域とを備え、
     前記拡散光学部材の前記入射端から前記軸方向に最も離れた位置において、前記遮光領域の前記軸回りの角度が100°以上240°以下である照明装置。
  12.  前記拡散光学部材が、円筒の周方向の一部を前記軸方向の全長にわたって切り欠いた形状の切欠部を備え、
     前記拡散光学部材の前記入射端から前記軸方向に最も離れた位置において、前記切欠部の切欠幅の前記軸回りの角度が100°以上240°以下である請求項11に記載の照明装置。
  13.  前記拡散光学部材の前記軸に直交する横断面形状が略扇形である請求項12に記載の照明装置。
  14.  請求項1から請求項13のいずれかに記載の照明装置と、
     該照明装置の前記軸に沿って配置された撮像光学系と、
     前記軸を挟んで前記射出領域とは反対側に配置された送気用または送水用のノズルとを備える内視鏡。
  15.  前記軸が前記撮像光学系の中心軸である請求項14に記載の内視鏡。
     
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