JPWO2017179168A1

JPWO2017179168A1 - 撮影装置

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Publication number: JPWO2017179168A1
Application number: JP2018511834A
Authority: JP
Inventors: 哲大岡
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2019-02-14
Also published as: WO2017179168A1; US10602041B2; US20190082085A1

Abstract

広範囲を均一に照明可能でありながら、照明光の利用効率を向上することを目的として、本発明に係る撮影装置は、光軸（Ｏ）を有し光軸に対して周囲の方向を撮影する撮影光学系（１４）と、光軸を取り囲む位置に配置された１以上の照明光学系（１５）とを備え、照明光学系（１５）が光源部からの照明光を射出する射出端から発せられた照明光の一部を反射により偏向させる反射面（２３ａ）と、照明光の他の一部および反射面により反射された照明光を屈折させて偏向させる屈折面（２４ａ）と、屈折面において屈折させられた照明光を射出させる射出面（２４ｂ）とを備え、光軸を含む断面において、反射面が、前方に向かって光軸に近接する方向に傾斜する領域を有し、屈折面が、前方に向かって光軸から離れる方向に傾斜する領域を有するとともに反射面と射出面との間に配置され、射出端が、屈折面の後端と反射面の後端との間の径方向位置に配置されている。

Description

本発明は、撮影装置に関するものである。

１８０°以上の広い画角を有し、前方および側方、さらには後方の視野を同時に観察可能な内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の内視鏡は、例えば、多数のひだが存在する大腸において１８０°以上の画角を有する内視鏡を使用した場合には、内視鏡の先端の向きを大きく変化させずにひだの裏側を観察することができ、ユーザによる操作が容易になるとともに、病変をより確実に見つけることができる。この内視鏡の照明装置は、ライトガイドによって導光した照明光を拡散層によって拡散させて射出することにより、側方および前方の広範囲な領域を均一に照明することができる。

特開２０１５−１６０２１号公報

特許文献１の照明装置は、ライトガイドからの照明光の利用効率が低い。すなわち、拡散層に用いられる拡散材は後方散乱も引き起こすため、ライトガイドへの戻り光が発生し照明として利用できない成分が多く存在する。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、広範囲を均一に照明可能でありながら、照明光の利用効率を向上することができる撮影装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、光軸を有し光軸に対して周囲の方向を撮影する撮影光学系と、該撮影光学系の前記光軸を取り囲む位置に配置された１以上の照明光学系とを備え、該照明光学系が、光源部からの照明光を射出する射出端から発せられた前記照明光の一部を反射により偏向させる反射面と、前記照明光の他の一部および前記反射面により反射された前記照明光を屈折させて偏向させる屈折面と、該屈折面において屈折させられた前記照明光を射出させる射出面とを備え、前記光軸を含む断面において、前記反射面が、前方に向かって前記光軸に近接する方向に傾斜する領域を有し、前記屈折面が、前方に向かって前記光軸から離れる方向に傾斜する領域を有するとともに、前記反射面と前記射出面との間に配置され、前記射出端が、前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向位置に配置されている撮影装置である。

本態様によれば、光源部からの照明光が射出端から発せられると、照明光の一部が照明光学系に備えられた反射面において反射により偏向され、照明光の他の一部および反射面により反射された照明光が屈折面において屈折により偏向された後に、射出面から撮影光学系の光軸に対して周囲の方向に射出される。そして、観察対象物からの光が撮影光学系により撮影される。

射出端から発せられた照明光は、２つに分岐されて、一方は反射面において反射により偏向した後に屈折面において屈折により偏向されて射出面から射出され、他方は、反射面に入射することなく屈折面において屈折により偏向されて射出面から射出される。傾斜した反射面を介した照明光は主に側方領域を照明し、反射面を介さない照明光は主に前方領域を照明する。これにより、広範囲にわたる照明を行うことができる。また、屈折面での屈折により２つに分岐された照明光どうしの照明領域の境目をなくして均一な照明を行うことができる。さらに、屈折面によって射出面において全反射が生じない角度に屈折させるため、戻り光などの不要光を低減して照明効率を向上することができる。

上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向の距離が、前記屈折面の前端と前記反射面の前端との間の径方向の距離より大きく、前記屈折面および前記反射面の前端が、前記射出端の径方向範囲の途中の径方向位置に配置されていてもよい。
このようにすることで、反射面および屈折面を介さずに射出面に入射する照明光をなくすことができ、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、前記反射面と前記屈折面との間の光路には空気が満たされていてもよい。
このようにすることで、屈折面での屈折を大きくして、前方と側方の照明領域の境目をなくし易くなり、より均一な照明を行うことができる。また、屈折面での屈折を大きくして、射出面で全反射する照明光をより少なくすることができ、より高効率な照明を行うことができる。

また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記照明光が入射する前記反射面の領域において、前記反射面の法線の少なくとも一部と前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置していてもよい。
このようにすることで、反射面において反射した照明光が射出端に戻りにくくなり、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、前記反射面において反射した前記照明光のうち前記屈折面を透過後に前記射出面から射出される前記照明光の割合が７０％以上であってもよい。
また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記照明光が入射する前記反射面の７０％以上の領域において、前記反射面の法線と、前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置していてもよい。
このようにすることで、照明光率を向上することができる。

また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記射出面に向かう凸部を有していてもよい。
このようにすることで、反射面に入射した照明光を、凸形状の反射面において反射させることにより広げた後に、屈折面および射出面において屈折させて外部に射出することにより、広範囲な照明を行うことができる。

また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記凸部の後方に前記射出面に向かう凹部を有していてもよい。
このようにすることで、反射面における反射後に射出端に戻る照明光を少なくすることができ、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、前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が湾曲部を有していてもよい。
このようにすることで、屈折面におけるレンズ効果によって、照明領域の拡大および照明光のムラの低減を図ることができる。

また、上記態様においては、前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が前記射出面に向かう凸部および該凸部の後方に配置された前記射出面に向かう凹部を有していてもよい。
このようにすることで、屈折面における凸レンズ効果および凹レンズ効果により発散作用と収斂作用とを持たせて、照明領域の拡大および照明光のムラの低減を図ることができる。

本発明によれば、広範囲を均一に照明しながら、照明光の利用効率を向上する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撮影装置の一例としての内視鏡を示す全体構成図である。図１の撮影装置の先端部の一部を拡大して示す斜視図である。図２の撮影装置の先端部を示す正面図である。図２の撮影装置の先端部を示す部分的な縦断面図である。図１の撮影装置に備えられる照明光学系を示す縦断面図である。図５Ａの照明光学系による照明光の射出範囲を示す縮小図である。図５Ａの照明光学系の第１の変形例を示す縦断面図である。図６Ａの照明光学系による照明光の射出範囲を示す縮小図である。図５Ａの照明光学系の第２の変形例を示す縦断面図である。図７Ａの照明光学系による照明光の射出範囲を示す縮小図である。図５Ａの照明光学系の第３の変形例を示す縦断面図である。図５Ａの照明光学系の第４の変形例を示す縦断面図である。図９Ａの照明光学系における第１部材および第２部材の後方端の位置の変形例を示す縦断面図である。図５Ａの照明光学系の第５の変形例を示す縦断面図である。図５Ａの照明光学系の第６の変形例であって枠体との固定方法を示す縦断面図である。図５Ａの照明光学系の第７の変形例であって、封止部材を備える照明光学系の縦断面図である。図１２Ａの照明光学系の枠体への固定方法を説明する縦断面図である。図１１の照明光学系の対物レンズ用枠体への固定方法の一例を示す縦断面図である。図１３Ａの照明光学系の第１部材と第２部材とが軸方向にずれた状態を示す縦断面図である。図１３Ａの照明光学系の第１部材と第２部材とが軸方向にさらにずれた状態を示す縦断面図である。図１３Ａの照明光学系の第１部材と第２部材とを軸方向に位置決め可能な例を示す縦断面図である。図５Ａの照明光学系の一例を示す横断面図である。図５Ａの照明光学系の他の例を示す横断面図である。図１４Ｂの照明光学系とライトガイドとの位置関係の一例を示す横断面図である。図１４Ｂの照明光学系とライトガイドとの位置関係の他の例を示す横断面図である。図１６の照明光学系を周方向に分割した例を示す横断面図である。図５Ａの照明光学系とライトガイドとの間に導光部を配置した例を示す斜視図である。図１８の導光部の周方向の端面に偏向部を有する導光部とライトガイドとを示す斜視図である。図１８の導光部とライトガイドとの間に第２の導光部を配置した例を示す斜視図である。図２０Ａの第２の導光部を径方向からみた図である。図２０Ａの第２の導光部を接線方向からみた図である。図１８の導光部の入射端面に設けられた偏向部を説明する正面図である。図２１Ａの偏向部を径方向から見た図である。図２１Ｂの偏向部を接線方向から見た図である。図２１Ａの偏向部を有する導光部とライトガイドとを示す斜視図である。

本発明の一実施形態に係る撮影装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る撮影装置１は、図１に示されるように、内視鏡であって、体腔内等に挿入される細長い挿入部２と、該挿入部２の基端に設けられる操作部３と、操作部３から延びるユニバーサルコード４と、該ユニバーサルコード４の末端に設けられたコネクタ部５とを備えている。

挿入部２の先端には、図２から図４に示されるように、先端面９ａに直視用の前方観察用対物レンズ６が前方に向けて配置されているとともに、前方観察用対物レンズ６の近傍に、側視用の側方観察用対物レンズ８および照明用レンズ１２が配置されている。これにより、本実施形態に係る撮影装置１は、前方視野と側方視野とを同時に観察し得る広い視野範囲を有している。

前方観察用対物レンズ６は、挿入部２の前方の観察対象物を結像させるようになっている。また、側方観察用対物レンズ８は、挿入部２の側方の観察対象物を結像させるように略円柱状に形成されている。側方観察用対物レンズ８は、前方観察用対物レンズ６よりも挿入部２の基端側に配置されている。

挿入部２は、最先端部に設けられる硬性の先端部９と、該先端部９の基端側に接続する湾曲部１０と、該湾曲部１０の基端側に接続し可撓性を有する長尺の管状部材からなる可撓管部１１とを備えている。
先端部９の先端面９ａには、図２および図３に示されるように、処置具チャネル開口７や前方観察用対物レンズ６、照明用レンズ１２および送水ノズル１３等が配置されている。

挿入部２の先端部９内には、図４に示すように、撮影光学系１４および照明光学系１５が配置されている。撮影光学系１４は、先端面９ａに露出する前方観察用対物レンズ６、先端面９ａの周囲の側面に露出する側方観察用対物レンズ８、先端部９内に収容されている結像光学系１６および結像光学系１６により結像された観察対象物の像を撮影する図示しない撮像素子とを備えている。

挿入部２内には、処置具チャネル、ライトガイド１７および信号ケーブル（不図示）等が配置されている。処置具チャネルは、先端面９ａの処置具チャネル開口７から挿入部２内を長手方向に貫通して挿入部２と操作部３との接続部近傍に配置された処置具挿入口まで延びている。また、ライトガイド１７および信号ケーブルは、挿入部２の先端部９から、挿入部２内を長手方向に貫通し、操作部３内を経てユニバーサルコード４の内部を通過して、最終的にユニバーサルコード４の末端のコネクタ部５に接続している。

ライトガイド１７は、照明光を導光するための複数のライトガイドファイバ１８を束ねて形成されたファイババンドルにより構成されている。
コネクタ部５を介して外部装置である制御プロセッサ１９、光源装置（光源部）２０および表示装置２１が接続されることによって、内視鏡システム１００が構成されている。

操作部３は、使用者が内視鏡１を使用する際に把持する部位であり、その外装表面上には、湾曲操作ノブ２２やその他各種の動作に対応する複数の操作部材が配置されている。ここで、例えば、湾曲操作ノブ２２は、使用者が手指等を用いて回転操作することによって、挿入部２の湾曲部１０を上下左右の任意の方向に湾曲させる操作部材である。

光源装置２０は照明光を発生させる装置である。制御プロセッサ１９は、内視鏡システム１００全体を統括的に制御する信号処理装置である。表示装置２１は、内視鏡１によって取得された撮像信号に基づいて内視鏡画像を表示させる表示部であって、例えば、ＬＣＤパネル等により構成されている。

制御プロセッサ１９は、内視鏡１内を挿通する信号ケーブルを介して制御信号や各種の検出信号，取得した画像信号等の伝送を行う。そして、処理済みの画像信号を表示装置２１へと伝達して、内視鏡画像や各種の情報等を表示させる。また、光源装置２０からの照明光はコネクタ部５を介してユニバーサルコード４および操作部３を介して挿入部２に配置されている照明光学系１５へと導かれ、周辺の観察対象物に向けて照射されるようになっている。

照明光学系１５は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、撮影光学系１４の径方向外方に、撮影光学系１４の光軸Ｏを中心とした所定の周方向範囲にわたって、撮影光学系１４を取り囲むように同軸に配置された第１部材２３および第２部材２４を備えている。第１部材２３と第２部材２４との間には空気が満たされている。
第１部材２３は、第２部材２４の径方向内方に配置され、ライトガイド１７によって挿入部２内を導光されてきて、ライトガイド１７の射出端から射出された照明光の一部を反射により偏向させる反射面２３ａを有している。

反射面２３ａは、図５Ａに示されるように、撮影光学系１４の光軸Ｏを含む縦断面において、照明光の進行方向前方に向かって光軸Ｏから次第に離れる方向に傾斜する領域を備え、径方向外方に凸の凸面部（凸部）２５と、その光軸Ｏ方向後方に並んで配置された凹面部（凹部）２６とを備えている。第１部材２３の反射面２３ａは、その後方端がライトガイド１７の射出端よりも径方向内方に配置され、前方端が、ライトガイド１７の射出端の径方向範囲の略中央の径方向位置に配置されている。

第２部材２４は、反射面２３ａにより反射された照明光および射出端からの残りの照明光を入射させて屈折により偏向する屈折面２４ａと、該屈折面２４ａにより屈折された後の照明光を周囲に射出させる射出面２４ｂとを備えている。

屈折面２４ａは、図５Ａに示されるように、撮影光学系１４の光軸Ｏを含む縦断面において、照明光の進行方向前方に向かって光軸Ｏに次第に近接する方向に傾斜する領域を備え、径方向外方に凸の凹面部（凹部、湾曲部）２７と、その光軸Ｏ方向後方に並んで配置された凸面部（凸部、湾曲部）２８とを備えている。第２部材２４の屈折面２４ａは、その後方端がライトガイド１７の射出端よりも径方向外方に配置され、前方端がライトガイド１７の射出端の径方向範囲の略中央の径方向位置に配置されている。

すなわち、本実施形態においては、照明光学系１５は、以下の条件式（１）、（２）を満足している。
ＬＲｕ≦ＬＳｂ（１）
ＬＳｕ≦ＬＲｂ（２）

ここで、
ＬＲｕは、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、ライトガイド１７の射出端の径方向の延長線と反射面２３ａとの交点までの光軸Ｏからの距離、
ＬＳｂは、ライトガイド１７の射出端の径方向の最内方位置までの光軸Ｏからの距離、
ＬＳｕは、ライトガイド１７の射出端の径方向の最外方位置までの光軸Ｏからの距離、
ＬＲｂは、ライトガイド１７の射出端の径方向の延長線と屈折面２４ａとの交点までの光軸Ｏからの距離である。

また、照明光学系１５においては、反射面２３ａは、照明光が入射する領域の反射面２３ａの法線とライトガイド１７の射出端の径方向の延長線との交点が、径方向の外側位置に配置されるように形成されている。

このように構成された本実施形態に係る撮影装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る撮影装置１によれば、ライトガイド１７により導光されてきた照明光が、ライトガイド１７の射出端から射出されると、主として径方向内方に射出された一部の照明光が、反射面２３ａに入射し、径方向外方に射出された残りの照明光が屈折面２４ａに入射する。

反射面２３ａに入射した照明光は、図５Ａおよび図５Ｂに実線で示されるように、反射面２３ａによって反射されることにより偏向された後に、屈折面２４ａに入射させられて屈折により再度偏向され、その後、射出面２４ｂから射出される際に屈折によって再々度偏向されて、主として撮影装置１の側方に射出される。
一方、反射面２３ａを介さずに屈折面２４ａに入射した照明光は、図５Ａおよび図５Ｂに破線で示されるように、屈折面２４ａにおいて屈折により偏向された後に、射出面２４ｂから射出される際に屈折によって再度偏向されて、主として撮影装置１の前方に射出される。

反射面２３ａには、ライトガイド１７の射出端から軸方向に離れた位置に凸面部２５が設けられているので、ライトガイド１７の射出端から比較的浅い角度で射出された照明光を凸面部２５に入射させて後方領域にまで広がる広い角度範囲に照明光を広げることができる。これにより、照明領域を広く確保することができ、広範囲に存在している観察対象物を撮影することができるという利点がある。

また、反射面２３ａには、凸面部２５の後方に隣接して凹面部２６を設けているので、当該凹面部２６に入射した照明光がライトガイド１７の射出端の方向に戻ることを防止することができる。
そして、反射面２３ａが、照明光が入射する領域の反射面２３ａの法線とライトガイド１７の射出端の径方向の延長線との交点が、径方向の外側位置に配置されるように形成されているので、反射面２３ａで反射された照明光がライトガイド１７の射出端に戻ることを防止して、照明効率を向上することができる。

図５Ｂに、図５Ａの縮尺を縮小して、図５Ａの実線と破線で示される照明光の照明領域を分かりやすく示す。図５Ｂによれば、破線の照明光が主に前方領域を照明し、実線の照明光が主に側方の領域を照明していることが分かる。そして、このように、側方と前方の領域をそれぞれ照明するようにライトガイド１７から射出された照明光を２つに分岐することで、広範囲の領域を照明することができる。

また、本実施形態に係る撮影装置１によれば、反射面２３ａと射出面２４ｂとの間に配置した屈折面２４ａにおける屈折によって、上述した側方と前方の領域をそれぞれ照明する照明光の境目をなくすことができ、均一な照明を行うことができるという利点がある。屈折面２４ａは、照明光を全反射が起きない角度で射出面２４ｂに入射させるように屈折させる効果も有するので、射出面２４ｂでの全反射が抑制され、ライトガイド１７側への戻り光などの不要光の発生を防止して、照明効率を向上することができる。

また、本実施形態に係る撮影装置１によれば、上述した条件式（１）、（２）を満たすので、ライトガイド１７の射出端から射出された照明光を効率よく照明光学系１５に入射させることができる。
また、反射面２３ａと屈折面２４ａとの間を空気層とすることにより、屈折面２４ａでの屈折を大きくすることができる

さらに、屈折面２４ａが、後方に凸面部２８を備えることにより、屈折面２４ａをライトガイド１７の射出端に向けて開いた状態に配置でき、図５Ａに符号２９で示されるように、この部分を通過する照明光をあまり屈折させずに済む。これにより、反射面２３ａに置いて反射されて同じ領域に入射される照明光と重なる割合を最小限に抑えることができる。
一方、屈折面２４ａが前方に凹面部２７を備えることにより、図５Ａに符号３０で示されるように、この部分を通過する照明光を光軸Ｏから離れる方向に屈折させるか屈折させずに射出面２４ｂに入射させることができ、より前方領域を照明することができる。

なお、本実施形態においては、反射面２３ａの法線の一部が、ライトガイド１７の射出端に交差してもよい。具体的には、反射面２３ａにおいて反射した照明光の内、７０％以上が屈折面２４ａを透過して射出面２４ｂから射出されることにしてもよい。

また、ライトガイド１７の射出端の後段に照明光を拡散させる拡散板を配置してもよい。ライトガイド１７の射出端から射出される照明光の色ムラ等のムラを拡散板における拡散によって除去することができる。

また、屈折面２４ａの形状を図６Ａに示すように、光軸Ｏを含む縦断面において前方に直線状の平坦部３１を有する形状にしてもよい。凹面部２７に代えて平坦部３１を採用することにより、この領域を通過する照明光をより側方へ屈折させることができる。前方領域への照明を制限したい場合に効果的である。図６Ａの照明光学系１５による照明範囲を図６Ｂに示す。図５Ｂと同様に、破線が反射面２３ａを介さない照明光であり、実線が反射面２３ａを介した照明光である。

また、反射面２３ａの形状を図７Ａに示すように、光軸Ｏを含む縦断面において前方に直線状の平坦部３２を有する形状にしてもよい。凸面部２５に代えて平坦部３２を採用することにより、後方に射出される照明光の割合を減らすことができる。後方領域の照明が不要な場合に効果的である。図７Ａの照明光学系１５による照明範囲を図７Ｂに示す。図５Ｂと同様に、破線が反射面２３ａを介さない照明光であり、実線が反射面２３ａを介した照明光である。

また、射出面２４ｂは図８に示されるように、外側に凸な曲面形状を有していてもよい。
また、図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、ライトガイド１７の射出端と、第１部材２３および第２部材２４の後方端とは光軸Ｏ方向に揃っていても揃っていなくてもよい。第１部材２３、第２部材２４およびライトガイド１７の射出端の位置関係は、固定方法に応じて自由に決めることができる。

また、図１０および図１１に、ライトガイド１７と照明光学系１５との固定方法の例を示す。
図１０は、第１部材２３と第２部材２４とによってライトガイド１７を径方向に挟み、接着剤で固定する固定方法を示している。ライトガイド１７の側面は照明光が通過しないため、使用する接着剤は、透明なものでも不透明なものでもよい。このようにすることで、反射面２３ａと屈折面２４ａとの間に形成される空気層の水密を容易に図ることができる。

図１１は、ライトガイド１７を第１部材２３と枠体３３との間で径方向に挟んで接着するとともに、第２部材２４を枠体３３に軸方向に接着することにより固定する固定方法を示している。使用する接着剤は、透明なものでも不透明なものでもよい。これによっても、反射面２３ａと屈折面２４ａとの間に形成される空気層の水密を容易に図ることができる。

また、図１２Ａに示されるように、第１部材２３と第２部材２４の後端面において両部材２３，２４の隙間を透明な平板状の封止部材３４によって密封してもよい。ライトガイド１７の射出端を封止部材３４に密着または近接させて配置し、射出される照明光を、封止部材３４を透過させて、第１部材２３と第２部材２４との間の空気層に入射させることにすればよい。

また、枠体３３により固定する場合には、図１２Ｂに示されるように、枠体３３を接着すればよい。また、封止部材３４を拡散板により構成してもよい。ライトガイド１７の射出端から射出された照明光のＮＡを拡大して空気層に入射させることができ、照明範囲を拡大することができるという利点がある。また、ライトガイド１７から射出される照明光の色ムラ等のムラを除去することができるという効果もある。

また、撮影光学系１４の側方観察用対物レンズ８用の枠体３５に、照明光学系１５を固定する方法として、図１３Ａに示されるように、第１部材２３および第２部材２４を別々に枠体３５に接着する方法を採用する場合、図１３Ｂ、図１３Ｃに示されるように、第１部材２３と第２部材２４の軸方向の位置決めを行うことが困難となる。そのような場合には、図１３Ｄに示されるように、例えば、第２部材２４に枠体３５に軸方向に突き当てる内鍔状のフランジ部３６を設け、第１部材２３をフランジ部３６に対して軸方向に突き当てることにすればよい。

このようにすることで、第１部材２３、第２部材２４および側方観察用対物レンズ８を軸方向に簡易に位置決めして固定することができる。また、この場合に、第１部材２３および第２部材２４を側方観察用対物レンズ８に接着する部位においては、例えば、黒色の接着剤等を用いて照明光を吸収させることにしてもよい。これにより、側方観察用対物レンズ８に照明光が直接入射することを防止することができる。

また、照明光学系１５の第１部材２３および第２部材２４は、図１４Ａに示されるように、撮影光学系１４の光軸Ｏ回りに全周にわたって配置された完全な回転体とすることにより、全周にわたって均一に照明を導光できるので好ましい。しかしながら、一般に内視鏡１は、図２および図３に示すように、側方観察用対物レンズ８の周方向の一部に、送水ノズル１３等を配置する構成であり、その場合には、側方視野の一部が欠落する。

この場合には、照明光学系１５は、図１４Ｂに示されるように、周方向に角度θＧ≦３００°の範囲で設けられることが望ましい。また、本実施形態では撮影光学系１４の光軸Ｏを照明光学系１５の中心軸として記述しているが、これに限らず偏心していてもよい。

撮影光学系１４の光軸Ｏを中心軸とし、周方向の一部が切り欠かれた円筒状にライトガイド１７を配列した例を図１５に示す。ライトガイド１７の射出端から射出された照明光を照明光学系１５へ効率よく入射させるために、ライトガイド１７の周方向の角度θＳは、
θＳ≦θＧ
の関係を満たすことが好ましい。

また、図１５、図１６および図１７に示されるように、照明光学系１５の第１部材２３および第２部材２４の周方向の端面に第２反射部４１を設けてもよい。このようにすることで、反射面２３ａや屈折面２４ａに入射せずに、照明光学系１５の外方に照明光が漏れることを防止して、照明効率を向上することができる。

図１５において円筒状に配列されたライトガイド１７に代えて、図１６に示されるように、周方向に間隔をあけて複数のライトガイド１７を配置することにしてもよい。図１５の場合と異なり、ライトガイド１７を円筒状に配列する必要がない。

また、照明光学系１５の第１部材２３および第２部材２４も、それぞれ１つの回転体構造でなくてもよい。具体的には、図１７に示すように、撮影光学系１４の光軸Ｏを中心とした円弧状の横断面を有する第１部材２３および第２部材２４を周方向に間隔をあけて複数対配置してもよい。図１７は、３対の第１部材２３および第２部材２４を周方向に間隔をあけて配置した例であり、各第１部材２３および第２部材２４の周方向長さは、等しくても異なっていてもよい。図１７には、一例として、各第１部材２３および第２部材２４の周方向の角度がθ１，θ２，θ３の場合を示している。

また、図１８に示されるように、ライトガイド１７と第１部材２３および第２部材２４との間に、光軸Ｏを含む縦断面において、照明光の進行方向に向かって先細となるテーパ状縦断面の導光部３７を配置してもよい。
このようにすることで、照明光は導光部３７内を導光されながらＮＡが大きくなる。したがって、導光部３７の射出端から照明光学系１５に対して射出される際には、大きなＮＡの照明光が射出されるので、より広範囲を照明することができる。

また、照明光は導光部３７内を導光されながらミキシングされるので、色ムラ等のムラを除去することができる。特に、導光部３７を第１部材２３および第２部材２４と同様の光軸Ｏ回りに回転させた回転体形状あるいはその周方向の一部を切り欠いた構造に構成することにより、ライトガイド１７を回転体状に構成しなくても、照明光が導光部３７を周方向にも広がりながら導光するので、ミキシング効果を高めて均一な照明を行うことができる。

また、図１９に示されるように、周方向の一部を切り欠いた略円筒状の導光部３７の周方向の端面に、ライトガイド１７から入射された照明光の少なくとも一部を周方向に偏向させる傾斜面からなる偏向部３８を設けることにしてもよい。このようにすることで、導光部３７の周方向に照明光を偏向し、螺旋状に導光させることができ、均一な照明光を生成することができる。この場合も、導光部３７の周方向に照明光を広げる効果を有するので、導光部３７の入射端面に対し、ライトガイド１７の大きさが小さい場合に好適である。

また、ライトガイド１７と導光部３７との間に、図２０Ａに示されるように、第２の導光部３９を配置してもよい。
図２０Ａは、第２の導光部３９を図１８の導光部３７に接続した斜視図、図２０Ｂは、図１８の導光部３７、第２の導光部３９およびライトガイド１７を示す平面図、図２０Ｃは、図１８の導光部３７、第２の導光部３９およびライトガイド１７を示す側面図である。

第２の導光部３９は、照明光が入射する入射面と照明光を射出させる射出面とを有し、入射面から射出面に向かって横断面積が小さくなるようなテーパ形状を有している。このような形状の第２の導光部３９を接続することにより、導光部３７に入射させる際に照明光を周方向に広げることができ、導光部３７内を周方向に均一に導光させることができる。
この構成も、導光部３７の入射面に対し、ライトガイド１７の大きさが小さい場合に好適である。

また、第２の導光部３９を用いることなく、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃおよび図２２に示されるように、導光部３７の入射端面の形状によって同様の効果を得ることにしてもよい。
すなわち、図２１Ｂに示されるように、導光部３７の入射端面の少なくとも一部に、周方向に半円状に、かつ、径方向に一定の厚さ寸法で凹む凹面からなる偏向部４０を設けることにしてもよい。

このような偏向部４０は、図２１Ｂに示すように、周方向には照明光のＮＡを広げる効果があり、図２１Ｃに示されるように、径方向には照明光のＮＡを小さくする効果がある。これにより、ライトガイド１７から射出された照明光を、導光部３７の周方向に広げ、導光部３７内を均一に導光させることができるという利点がある。

偏向部４０の形状は半円形に限られるものではなく、矩形、三角形または台形等の任意の形状のものを採用することができる。
また、周方向の１箇所に偏向部４０を設けた例を示したが、周方向に間隔をあけて複数配置することにしてもよい。

また、照明光学系１５における反射面２３ａおよび図１９の偏向部３８には金属（例えば、アルミニウムあるいは銀）、誘電体の多層膜あるいは酸化物多層膜をコーティングして反射率を高めることにしてもよい。
また、光源装置２０からの照明光をライトガイド１７を使用して導光する例を記述したが、これに限られるものではなく、ＬＥＤやレーザ光源等の他の光源部を採用してもよい。

１撮影装置（内視鏡）
１４撮影光学系
１５照明光学系
２０光源装置（光源部）
２３ａ反射面
２４ａ屈折面
２４ｂ射出面
２５凸面部（凸部）
２６凹面部（凹部）
２７凹面部（凹部、湾曲部）
２８凸面部（凸部、湾曲部）
Ｏ光軸

Claims

光軸を有し光軸に対して周囲の方向を撮影する撮影光学系と、
該撮影光学系の前記光軸を取り囲む位置に配置された１以上の照明光学系とを備え、
該照明光学系が、光源部からの照明光を射出する射出端から発せられた前記照明光の一部を反射により偏向させる反射面と、前記照明光の他の一部および前記反射面により反射された前記照明光を屈折させて偏向させる屈折面と、該屈折面において屈折させられた前記照明光を射出させる射出面とを備え、
前記光軸を含む断面において、
前記反射面が、前方に向かって前記光軸に近接する方向に傾斜する領域を有し、
前記屈折面が、前方に向かって前記光軸から離れる方向に傾斜する領域を有するとともに、前記反射面と前記射出面との間に配置され、
前記射出端が、前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向位置に配置されている撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、
前記屈折面の後端と前記反射面の後端との間の径方向の距離が、前記屈折面の前端と前記反射面の前端との間の径方向の距離より大きく、
前記屈折面および前記反射面の前端が、前記射出端の径方向範囲の途中の径方向位置に配置されている請求項１に記載の撮影装置。
前記反射面と前記屈折面との間の光路には空気が満たされている請求項１または請求項２に記載の撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、
前記照明光が入射する前記反射面の領域において、前記反射面の法線の少なくとも一部と前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置する請求項２に記載の撮影装置。
前記反射面において反射した前記照明光のうち前記屈折面を透過後に前記射出面から射出される前記照明光の割合が７０％以上である請求項４に記載の撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、
前記照明光が入射する前記反射面の７０％以上の領域において、
前記反射面の法線と、前記射出端の延長線上との交点が前記射出端の径方向外側に位置する請求項４または請求項５に記載の撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記射出面に向かう凸部を有する請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、前記反射面が、前記凸部の後方に前記射出面に向かう凹部を有する請求項７に記載の撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が湾曲部を有する請求項７または請求項８に記載の撮影装置。
前記光軸を含む断面上において、前記屈折面が前記射出面に向かう凸部および該凸部の後方に配置された前記射出面に向かう凹部を有する請求項７または請求項８に記載の撮影装置。