JP5596889B1 - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

本発明は、広視野を妨げず前方視野と側方視野の全観察領域を略均一に照明し得る照明ユニットを備えた内視鏡を提供するために、挿入部２前方の観察対象物を結像させる第１の対物レンズ２１と、挿入部の側方の観察対象物を結像させる円周状の第２の対物レンズ２２と、第２の対物レンズの外周に隣接して設けられ照明光を挿入部先端に導光する第１ライトガイド３１ａと、第２の対物レンズの基端側に設けられ照明光を挿入部先端に導光する第２ライトガイド３２ａと、第１の対物レンズの外周側を囲むように配置され光学的指向性を有し円環状の環状光学部３１ｂと照明光を環状光学部に入射させる導光部３１ｃとからなる前方照明用レンズ３１と、照明光を挿入部側方に出射させると共に一部を挿入部前方に出射させるプリズムを含む側方照明用レンズ３２とを備え、導光部は光入射面３１ｄと２つの光反射面３１ｅとを有し２つの反射面は環状光学部内へ入射させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、前方視野と側方視野を同時に観察し得る内視鏡に関するものである。

近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。内視鏡は、細長い挿入部を被検体内に挿入することによって被検体内を観察することができる。そして、このような内視鏡のタイプとしては、例えば挿入部の先端側に設けられた先端部の先端面に観察用レンズや照明用レンズを設けた直視型の内視鏡や、挿入部の先端部の側面の一部に観察用レンズや照明用レンズを設けた側視型の内視鏡等が各種のタイプの内視鏡が提案され実用化されている。

また、近年、観察範囲を広げるために挿入部の先端部よりも前方の視野だけではなく、先端部の外周側面の周囲に沿って側方に位置する周囲方向の視野も同時に観察し得るようにした内視鏡が、例えば日本国特許４９５５８３８号公報等によって種々のものが提案され実用化されている。

この種の内視鏡においては、例えば前方視野を結像させる前方観察用対物レンズと、この前方観察用対物レンズの後方に設けられ、円周状の側方視野を結像させる側方観察用対物レンズとを設けることで広角視野を観察し得るように構成される。この場合、側方観察用対物レンズは、前方観察用対物レンズと兼用とするといった構成のものがある。このような構成によって、内視鏡挿入部の先端部よりも前方の視野に加えて、周囲方向の側方視野も同時に観察することができる。

このような従来の形態の内視鏡における照明手段として、挿入部先端面に配設される前方観察用レンズの周縁を取り囲むように円環状光学部材を設け、この円環状光学部材にライトガイドファイバからの光束を入射させるという構成のものが、例えば日本国特許公開２００３−３１９９０３号公報，日本国特許公開２０１０−１９４１９１号公報等によって開示されている。

ところが、従来の広視野内視鏡においては、ライトガイドファイバや照明レンズを一組だけ配設した構成とすると、前方視野と側方視野との広範囲に渡って広くむらなく照明することができずに、例えば取得画像にハレーションや黒潰れ等が発生してしまい、良好な観察画像を得ることができないという問題点があった。

そこで、前方の観察視野を均一に照明するために、複数のライトガイドファイバ及び照明レンズを配設することが考えられるが、この場合には、側方視野の観察用レンズよりも前方に、前方照明用の照明光を出射するためのライトガイドファイバ等を延出させる必要があることから、該ライトガイドファイバ等が側方観察用レンズの視野を妨げてしまうという問題点が生じる。

さらに、側方観察用レンズの後方に複数の前方照明用レンズを設け、これにライトガイドファイバからの照明光を入射させるという構成も考えられる。しかし、この構成では、後方からの照明光が側方観察用レンズ内に入射してしまう可能性があり、これに起因して取得画像にフレア等を生じさせるという問題点がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、広視野を妨げることなく前方視野と側方視野との全観察領域を略均一に照明し得る照明ユニットを備え、良好な観察画像を取得し得る内視鏡を提供することである。

本発明の一態様の内視鏡は、管腔内に挿入する挿入部に配置され、第1の観察方向の観察対象物を観察するための第１の撮像光学系と、前記挿入部に配置され、前記第１の観察方向とは異なる第２の観察方向の観察対象物を観察するための第２の撮像光学系と、光源から出射する照明光を前記挿入部に導光するライトガイドと、前記挿入部に配置され前記第１の観察方向を照明するための環形状部位を含む照明光学系と、前記照明光学系に設けられ前記ライトガイドの端面と接触して前記照明光を入射させ、前記挿入部の長手方向に直交して形成される入射面と、前記入射面に対向する位置に配置され前記挿入部の長手方向に直交する面に対して二方向への傾きを有しかつ互いに相対するように配置され前記ライトガイドから前記入射面に入射した照明光を反射させると共に、前記照明光学系の前記環形状部位の接線に沿う方向へ向けて前記照明光を反射させ前記照明光学系の内部へ入射させる２つの反射面と、を有する。

本発明によれば、広視野を妨げることなく前方視野と側方視野との全観察領域を略均一に照明し得る照明ユニットを備え、良好な観察画像を取得し得る内視鏡を提供することができる。

本発明の一実施形態の内視鏡の全体的な構成を示す概略構成図 図１の内視鏡の挿入部先端部を拡大して示す要部拡大斜視図 図２の挿入部先端部の正面図 図３の［４］−［４］線に沿う断面図 図１の内視鏡における照明ユニットに含まれる導光体の正面側から見た際の斜視図 図１の内視鏡における照明ユニットに含まれる導光体の側面図 図１の内視鏡における照明ユニットに含まれる導光体の正面図 本発明の内視鏡に適用される導光体（前方照明用レンズ）の変形例を示す図 本発明の内視鏡に適用される導光体（前方照明用レンズ）の別の変形例を示し、該導光体（前方照明用レンズ）の背面側（光拡散面）を示す図 図９の導光体（前方照明用レンズ）の側面図 本発明の一実施形態の内視鏡の挿入部先端部の一部を拡大して示す要部拡大断面図 図１の内視鏡に適用される側方照明用レンズのみを取り出して示す概略正面図 本発明の一実施形態の内視鏡の変形例を示し、挿入部先端部の一部を拡大して示す要部拡大断面図

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。

まず、本発明の一実施形態の内視鏡の概略構成について、以下に簡単に説明する。図１は、本発明の一実施形態の内視鏡の全体的な構成を示す概略構成図である。図２は、図１の内視鏡の挿入部先端部を拡大して示す要部拡大斜視図である。図３は、図２の挿入部先端部の正面図である。図４は、図３の［４］−［４］線に沿う断面図である。図５〜図７は、図１の内視鏡における照明ユニットに含まれる導光体のみを取り出して示す図である。このうち図５は当該導光体の正面側から見た際の斜視図である。図６は当該導光体の側面図である。図７は当該導光体の正面図である。

図１に示すように、内視鏡１は、体腔内等に挿入される細長の挿入部２と、この挿入部２の基端側に連設される操作部３と、この操作部３から延出されるユニバーサルコード４と、このユニバーサルコード４の末端部設けられるコネクタ部１２等によって主に構成されている。

なお、本実施形態の内視鏡１は、図２〜図４等に示すように挿入部２の先端部６の先端面に直視用の前方観察用対物レンズ２１や前方照明用レンズ３１，３３を前方に向けて設けると共に、前方観察用対物レンズ２１の近傍に側方観察用対物レンズ２２や側方照明用レンズ３２を設けた形態からなり、前方視野と側方視野とを同時に観察し得るようにした広視野観察型の内視鏡である。

ここで、前方観察用対物レンズ２１は、挿入部２の前方の観察対象物を結像させる第１の対物レンズであり、管腔内に挿入する挿入部２の先端側に配置されている。また、側方観察用対物レンズ２２は、挿入部２の側方の観察対象物を結像させる円周状の第２の対物レンズであり、前方観察用対物レンズ２１（第１の対物レンズ）よりも挿入部２の基端側に配置されている。

図１に戻って、挿入部２は、最先端部に設けられる硬性の先端部６と、この先端部６の基端側に連設される湾曲部７と、この湾曲部７の基端側に連設され可撓性を有する長尺の管状部材からなる可撓管部８とによって構成されている。

挿入部２の先端部６の内部には、図４に示すように、例えば撮像ユニット２０や照明ユニット３０等が配設されている。先端部６の先端面には、図２，図３に示すように、例えば処置具チャンネル開口１６や前方観察用対物レンズ２１、照明用レンズ３１，３２，３３、送水ノズル１７ａ，１７ｂ等が配設されている。

挿入部２の内部には、処置具チャンネル（不図示），複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ；図４参照），信号ケーブル（不図示）等が挿通されている。処置具チャンネルは、先端面の処置具チャンネル開口１６から挿入部２内を挿通し操作部３の処置具挿入口１５に連通している。また、複数のライトガイド及び信号ケーブルは、挿入部２の先端部６内の各構成ユニットより延出され、挿入部２を挿通し、操作部３の内部を経てユニバーサルコード４の内部を挿通して、最終的にユニバーサルコード４の末端のコネクタ部１２まで連通している。なお、複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）は、照明光を伝送するための多数のライトガイドファイバを束ねて形成されるファイババンドルである。つまり、複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）は、光源から出射する照明光を挿入部２の先端側へと導光する導光手段である（詳細後述）。

そして、このコネクタ部１２を介して外部装置である制御プロセッサ９，光源装置１０，表示装置１１等が接続されることによって、本実施形態の内視鏡１を含む内視鏡システムが構成される。

操作部３は、使用者が当該内視鏡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５やその他各種の動作に対応する複数の操作部材が配設されている。ここで、例えば湾曲操作ノブ５は、使用者が手指等を用いて回動操作することによって、挿入部２の湾曲部７を上下左右の任意の方向に湾曲させることができるようにする操作部材である。

操作部３の先端寄りの部位であって、挿入部２との接続部位近傍には、処置具等（不図示）を挿入する処置具挿入口１５が形成されている。この処置具挿入口１５は、挿入部２の内部を挿通する処置具チャンネル（不図示）に連通している。

上記光源装置１０は照明光を発光させる装置である。上記制御プロセッサ９は、本内視鏡システム全体を統括的に制御する信号処理装置である。上記表示装置１１は、本内視鏡１によって取得された撮像信号に基いて内視鏡画像を表示させる表示部であって、例えばＬＣＤパネル等が適用される。

制御プロセッサ９，光源装置１０，表示装置１１と内視鏡１とは、上記コネクタ部１２を介して接続される。これにより、制御プロセッサ９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１１へと伝達して、これに内視鏡画像や各種の情報等を表示させる。また、光源装置１０は、内視鏡１内を挿通する複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）が接続される。これにより、光源装置１０からの照明光はコネクタ部１２を介してユニバーサルコード４，操作部３，挿入部２内の複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）に導かれて、挿入部２の先端部６内に設けられる照明ユニット３０へと導かれ、先端面の各照明用レンズ３１，３２，３３を介して外方に出射されるように構成されている。

ここで、照明ユニット３０は、複数の照明用レンズ（３１，３２，３３）と、複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）等によって構成される。複数の照明用レンズ（３１，３２，３３）のうち、照明用レンズ３１は、本内視鏡１の先端面に対向する側、即ち前方を照明するための照明光を出射する前方照明光学系であり前方照明用レンズであり前方照明用の導光体である。照明用レンズ３２は、本内視鏡１の先端面に直交する方向、即ち側方を照明するための照明光を出射する側方照明光学系であり側方照明用レンズであり側方照明用の導光体である。照明用レンズ３３は、本内視鏡１の前方を補助的に照明するための補助照明光を出射する前方補助照明光学系である。各照明用レンズ３１，３２，３３のそれぞれには、各対応する複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）の末端が接続されており、上述したように光源装置１０から導かれた照明光が入射し得るように構成されている。なお、上記複数のライトガイドのうちライトガイド３１ａは前方照明用の第１のライトガイドであり、ライトガイド３２ａは側方照明用の第２のライトガイドであり、ライトガイド３３ａは前方補助照明用の第３のライトガイドである。

なお、上記側方照明用レンズ３２は、第２ライトガイド３２ａから導かれた照明光の向きを変えて、挿入部２の側方に向けて出射させると同時に、同照明光の一部を挿入部２の前方に向けて出射させるプリズム等を含んで構成されている。

複数の照明用レンズのうち前方用の照明用レンズ（以下、前方照明用レンズと略記する）３１は、透明部材を円環形状に形成してなり、入射した光を拡散し一方向へと出射する円環部３１ｂと、第１ライトガイド３１ａが接続され第１ライトガイド３１ａから出射される照明光を入射させ円環部３１ｂへと光を導く透明部材からなる光偏光部３１ｃとが一体に形成された導光体である。

より詳しくは、円環部３１ｂは、前方観察用対物レンズ２１（第１の対物レンズ）の外周側を取り囲むように配置され、かつ側方観察用対物レンズ２２（第２の対物レンズ）の外周側前面に対向する部位に配置されており、円環形状からなる環状光学部である。円環部３１ｂは後述するように光学的指向性を有している。

また、光偏光部３１ｃは、第１ライトガイド３１ａにより挿入部２の先端側に導光された照明光を円環部３１ｂ（環状光学部）に入射させる導光部である。そのために、光偏光部３１ｃには、第１ライトガイド３１ａの出射端面が当接し当該第１ライトガイド３１ａの照明光（図６において矢印Ａ参照）が入射する光入射面３１ｄと、この光入射面３１ｄに対向する部位に形成され当該光入射面３１ｄから入射した照明光（矢印Ａ）を図６に示す側面から見て上方に向けて（図６の矢印Ｂ参照）かつ図７に示す正面から見て斜め上方（図７の矢印Ｃ１，Ｃ２参照）へ向けて反射させる２つの光反射面３１ｒ，３１ｌ（エル）と、を有して形成されている。

換言すると、光偏光部３１ｃの光入射面３１ｄは、挿入部２の長手方向に直交する面に平行に形成され、第１ライトガイド３１ａの端面が接触して、同第１ライトガイド３１ａに導光された照明光を入射させる入射面である。

また、光偏光部３１ｃの２つの光反射面３１ｒ，３１ｌは、光入射面３１ｄに対向する位置に配置され、挿入部２の長手方向に直交する面に対して二方向への傾きを有しており、かつ互いに相対するように配置され、第１ライトガイド３１ａから光入射面３１ｄに入射した照明光を反射させる反射面である。そして、この２つの光反射面３１ｒ，３１ｌは、円環部３１ｂ（環状光学部）の接線に沿う方向へ向けて照明光を反射させ、同円環部３１ｂの内部へ入射させる。

この場合において、第１ライトガイド３１ａは、上述したように内視鏡１の挿入部２内に挿通されているため、内視鏡１の長手方向であり軸方向に沿って配設されている。より詳しくは言えば、第１ライトガイド３１ａは、側方観察用対物レンズ２２（第２の対物レンズ）の外周に隣接する部位に、挿入部２の長手方向に平行に設けられている。

そして、同第１ライトガイド３１ａの出射端面から出射される照明光も内視鏡１の長手方向であり軸方向と同方向に出射される。これに対し、前方照明用レンズ３１の光偏光部３１ｃの光入射面３１ｄは、内視鏡１の長手方向であり軸方向、即ち第１ライトガイド３１ａの出射端面に対して直交して配置されるように、前方照明用レンズ３１の位置決めがなされている。

また、光反射面３１ｒ，３１ｌは、図５，図７に示される正面側から見た場合、奥に向けて凸となる谷状に形成されている。そして、図７において、光入射面３１ｄからの入射光のうち正面から見て右半部の光反射面３１ｒへの入射光は、矢印Ｃ１で示すように正面側から見て右斜め上方へ反射される。一方、同図７において、光入射面３１ｄからの入射光のうち正面から見て左半部の光反射面３１ｌへの入射光は、矢印Ｃ２で示すように正面側から見て右斜め上方へ反射される。このように光反射面３１ｒ，３１ｌによって反射された照明光は、図５〜図７に示すように円環部３１ｂへ向けて導光される。そして、円環部３１ｂ内において拡散されて最終的に図６の矢印Ｄで示すように、前面側の光出射面３１ｅから前方に向けて照明光が出射される。

そのために、前方照明用レンズ３１の円環部３１ｂには、その円環形状の内周表面に形成され、円環部３１ｂ内に入射して内周表面に入射した照明光を円環部３１ｂ内部に向けて反射させる機能を有し、照明光に対する反射率が高い部材（例えばアルミニウム等）を薄膜状に形成した光学的処理部である反射材３１ｆが設けられている。この反射材３１ｆは、光出射面３１ｅの側から内部に入射する照明光を円環部の内部に向けて反射させる面としても機能している。換言すると、反射材３１ｆは、円環部３１ｂの内周に設けられており、同反射材３１ｆは、第１ライトガイド３１ａから導かれて円環部３１ｂに入射した照明光を同円環部３１ｂの内部に向けて反射させる光学的処理部である。

なお、反射材３１ｆは、上述したように、円環部３１ｂの円環形状の内周表面の全周に亘って設ける形態のほか、円環形状の内周表面のうち少なくとも照明光の入射側、即ち光偏光部３１ｃに対向する部位に配設されていればよい。

さらに、円環部３１ｂの前面側の光出射面３１ｅに対向して形成される背面側の円環表面（挿入部２の基端側の面）には、円環部３１ｂ内部の照明光を拡散させて、これを同円環部３１ｂの前方へ向けて反射させ拡散させ出射させるための拡散部である光拡散面３１ｇが設けられている。この光拡散面３１ｇは、例えば円環表面に凹凸を形成するいわゆる梨地処理等を施し、当該処理面上にさらに光反射性の高い反射塗料等のコーティング材を塗布するといった形態で形成する。また、これとは別の形態としては、後述の変形例（図９，図１０参照）等の表面凹凸処理を施す。

円環部３１ｂの光出射面３１ｅは、図６に示すように、前面側外周縁部の断面が曲面部３１ｅｅとなるように加工されている。この形状とすることにより、円環部３１ｂの内部より曲面部３１ｅｅを介して出射する照明光は、曲面部３１ｅｅにおいて、円環部３１ｂの中心軸（撮像光学系の光軸に一致する軸：図６の符号Ｏ）に沿う方向に近付くように屈折し、照明光は前方に向けて出射する。

このような構成により、挿入部２が挿入された体腔内において、挿入部２の先端面が対峙する方向、即ち挿入部２の前方であって前方観察用対物レンズ２１による観察範囲を略均一に照明する。なお、図４において、符号Ｆは前方照明用レンズ３１から出射される照明光の照射範囲の概略を示している。また、符号Ｓは側方照明用レンズ３２から出射される照明光の照射範囲の概略を示している。

また、円環部３１ｂの光出射面３１ｅの前面側外周縁部の断面形状としては、上述の曲面部３１ｅｅによる曲面形状とするほかに、例えば前方にかつ光軸Ｏ側に向けた斜面としてもよい。

一方、前方照明用レンズ３１の円環部３１ｂの円環形状の内側部分には、撮像ユニット２０の前方観察用対物レンズ２１が配置される。ここで、撮像ユニット２０は、図４に示すように前方観察用対物レンズ（以下、前方観察用レンズと略記する）２１と、側方観察用対物レンズ２２と、複数の光学レンズ及びレンズ保持枠からなる後群光学系２３と、電荷結合素子等の光電変換素子である撮像素子２４等によって構成される。この構成により、前方視野の観察像は、前方観察用レンズ２１、後群光学系２３を介して撮像素子２４の受光面上の所定の領域に結像する。これと同時に、側方視野の観察像は、側方観察用対物レンズ２２、後群光学系２３を介して撮像素子２４の受光面上の所定の領域に結像する。これを受けて、撮像素子２４は、所定の光電変換処理を行い、そうして得られた撮像信号は信号ケーブルを介して制御プロセッサ９へと入力される。そして、制御プロセッサ９は、入力された撮像信号に対し、各種の信号処理を施して、生成された画像信号を表示装置１１へと出力する。これを受けて表示装置１１は対応する内視鏡画像を表示する。

上述したように、撮像ユニット２０の前方観察用レンズ２１は、前方照明用レンズ３１の円環部３１ｂの円環形状の内側部分に配置されている。この場合において、前方観察用レンズ２１及び側方観察用対物レンズ２２は遮光部材で形成された対物レンズ鏡筒２１ａによって、先端部６に対して固定保持されている。この対物レンズ鏡筒２１ａの筒状部２１ａａの外周に前方照明用レンズ３１の円環部３１ｂの円環形状内側部分が嵌合配置されている。この状態では、円環部３１ｂの外周縁部の背面側が、対物レンズ鏡筒２１ａのフランジ部２１ａｂを挟んで側方観察用対物レンズ２２の外周縁部の前面側に対向して配置される。これにより、前方照明用レンズ３１から出射される照明光は、前方観察用レンズ２１及び側方観察用対物レンズ２２へと入射しないように構成されている。

このように構成された本実施形態の内視鏡１は、ユニバーサルコード４のコネクタ部１２を介して光源装置１０に接続した状態で使用される。この状態で、光源装置１０の電源をオン状態として照明光を出射させると、この照明光は複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）によって挿入部２の先端側へと導光される。そして、複数のライトガイド（３１ａ，３２ａ，３３ａ）の先端側端面から出射される。

複数のライトガイドのうち第１ライトガイド３１ａの先端側端面は、前方照明用レンズ３１の光入射面３１ｄに当接しているので、第１ライトガイド３１ａの先端側端面から出射した照明光は、光入射面３１ｄに対して垂直に入射する。その後、同照明光は、光反射面３１ｒ，３１ｌによって反射される。その反射光は、主に円環部３１ｂの内部に向けて導光される。そして、円環部３１ｂ内に導光された照明光は、同円環部３１ｂ内部において、反射材３１ｆ，光拡散面３１ｇ等によって反射拡散されて、最終的には図６の矢印Ｄで示すように、前面側の光出射面３１ｅから前方に向けて効率良く出射する。

なお、上記実施形態の内視鏡における照明ユニットに適用される導光体である前方照明用レンズは、上記の形態に限られるものではなく、以下に示すような異なる形態のものも考えられる。

図８は、本発明の一実施形態の内視鏡に適用される導光体（前方照明用レンズ）の変形例を示す図である。この図８に示す変形例の前方照明用レンズ３１Ａは、円環部３１ｂと光偏光部３１Ａｃとが一体に形成された導光体である。このうち円環部３１ｂの構成は、上記一実施形態における前方照明用レンズ３１の円環部３１ｂと全く同様である。

一方、本実施形態における前方照明用レンズ３１の光偏光部３１Ａｃは、第１ライトガイド３１ａの出射端面が当接し当該第１ライトガイド３１ａの照明光（図８において矢印Ａ参照）が入射する光入射面３１ｄと、この光入射面３１ｄに対向する部位に形成され当該光入射面３１ｄから入射した照明光（矢印Ａ）を、側面から見て場合（不図示）に上方かつ正面から見た場合（不図示）の斜め上方（図８の矢印Ｃ１，Ｃ２参照）へ向けて反射させる光反射面３１Ａｒ，３１Ａｌと、を有して形成されている。

ここで、光反射面３１Ａｒ，３１Ａｌは、図８に示すように、正面側から見た場合に手前方向に向けて凸となる山状に形成されている。そして、図８において、光入射面３１ｄからの入射光のうち正面から見た場合に右半部の光反射面３１Ａｒへの入射光は、矢印Ｃ１で示すように正面側から見て左斜め上方へ反射される。一方、同図８において、光入射面３１ｄからの入射光のうち正面から見て左半部の光反射面３１Ａｌへの入射光は、矢印Ｃ２で示すように正面側から見て右斜め上方へ反射される。このように光反射面３１Ａｒ，３１Ａｌによって反射された照明光は、円環部３１ｂへ向けて導光され、同円環部３１ｂ内において拡散されて最終的に前面側の光出射面３１ｅから前方に向けて出射される。なお、前方照明用レンズ３１Ａにおける円環部３１ｂの構成は、上述の一実施形態と同様である。

このような構成の前方照明用レンズ３１Ａを採用した場合にも上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、図９，図１０は、本発明の一実施形態の内視鏡に適用される導光体（前方照明用レンズ）の別の変形例を示す図である。図９は本変形例の導光体（前方照明用レンズ）の背面側（光拡散面）を示す図である。図１０は本変形例の導光体（前方照明用レンズ）の側面図である。

本変形例で示す前方照明用レンズ３１Ｂの基本的な構成は、上述の一実施形態の内視鏡において示した前方照明用レンズ３１と略同様の構成からなり、光拡散面３１Ｂｇの表面形状が異なるのみである。

本変形例においては、前方照明用レンズ３１Ｂの円環部３１Ｂｂの背面側の円環表面、即ち光拡散面３１Ｂｇは、図９，図１０に示すように、円環表面から外方に向けて突出する略半球形状の凹凸部（以下、半球状凹凸部という）３１Ｂｇａを複数並べて形成した形態の表面処理で構成されている。そして、これらの半球状凹凸部３１Ｂｇａの表面を、例えばミラーコーティング部若しくは光反射コーティング部等によって被覆した形態としている。

この場合において、拡散部である半球状凹凸部３１Ｂｇａは、第１ライトガイド３１ａから離間するほど照明光の拡散効果が大きくなるように拡散性を変化させて形成されている。

具体的には、例えば、半球状凹凸部３１Ｂｇａは、図９に示すように複数種類のサイズ（本例では三種類）が用意され、各サイズ毎に所定の領域に配置して形成している。ここで、例えば円環部３１Ｂｂの光拡散面３１Ｂｇに対峙した位置から同光拡散面３１Ｂｇを見た場合において、同光拡散面３１Ｂｇを水平方向に三分割した三つの領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を考える。そして、各領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３に配置する半球状凹凸部３１Ｂｇａのサイズを異なるものとしている。この場合において、光偏光部３１Ｂｃ（つまり照明光の入射位置）から遠い領域となる符号Ｇ１で示す領域の半球状凹凸部３１Ｂｇａの半球サイズを大とし、光拡散面３１Ｂｇの中程の符号Ｇ２で示す領域の半球状凹凸部３１Ｂｇａの半球サイズを中とし、光偏光部３１Ｂｃに近い領域となる符号Ｇ３で示す領域の半球状凹凸部３１Ｂｇａの半球サイズを小とするように構成される。その他の構成は、上記一実施形態におけるものと同様の構成である。

このような形態とした上記別の変形例の導光体である前方照明用レンズ３１Ｂを適用しても、上述の一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、この構成により、光偏光部３１Ｂｃ（照明光の入射位置）から遠い領域程、半球状凹凸部３１Ｂｇａのサイズを大としたので、入射位置から遠い位置にて光量が減衰したとしても、大サイズの半球状凹凸部３１Ｂｇａによって大きな光拡散効果を得られる。したがって、照明光の入射位置からの距離によって、光出射面３１ｅ上における輝度ムラを低減することができ、光出射面３１ｅから均一な光を出射させることができる。

なお、上述の例では半球状凹凸部３１Ｂｇａのサイズを三種類に限定した形態を例示したが、この形態に限ることはなく、例えば光偏光部３１Ｂｃ（照明光の入射位置）から遠くなるに従って球状サイズが徐々に大きくなるような形態の光拡散面３１Ｂｇを形成してもよい。

一方、本実施形態の内視鏡１においては、上述したように先端部６の外周面上に側方観察用対物レンズ２２や側方照明用レンズ３２が設けられており、これによって側方視野の観察も、前方視野の観察と同時に行うことができるようになっている。ここで、本内視鏡１における照明用レンズの詳細構成について、図２，図３，図４及び図１１，図１２を用いて以下に説明する。

図１１は、本発明の一実施形態の内視鏡の挿入部先端部の一部を拡大して示す要部拡大断面図である。なお、図１１は、上記図４の一部を拡大して示す図であるが、図面の煩雑化を避けるために細部を省略して図示している。したがって、各部材の形状については若干異なるように示されているが、同じ符号が付された構成物については、同一の部材として扱うものとする。また、図１１において、符号Ｏは撮像ユニット２０の撮像光学系（２１，２２，２３）の光軸を示している。そして、図１１は光軸Ｏの上半部を図示するものである。また、図１２は、本実施形態の内視鏡に適用される側方照明用レンズのみを取り出して示す概略正面図である。

上述したように、本実施形態の内視鏡１においては、前方照明用レンズ３１の円環部３１ｂの円環形状の内側部分には、撮像ユニット２０の前方観察用レンズ２１が配置されている。この前方観察用レンズ２１の光軸Ｏに沿って後方には、側方観察用対物レンズ２２が設けられ、さらに、その後方に後群光学系２３が配設されている。後群光学系２３の外周面上には側方照明用レンズ３２が配設されている。この側方照明用レンズ３２は、図１２に示すように、正面から見たときの全体形状がいわゆる馬蹄形に形成されている。そして、側方照明用レンズ３２の円弧状部の中心点（図１２の符号Ｏ１）は、撮像ユニット２０の撮像光学系（２１，２２，２３）の光軸Ｏに一致するように配設されている。このように側方照明用レンズ３２の中心点Ｏ１と撮像光学系（２１，２２，２３）の光軸Ｏとが一致するように配置することで、均一な側方の配光を確保している。なお、側方照明用レンズ３２は、全体が透明部材によって形成されているものであってもよいし、例えば図１２に示すように、外周縁に沿って所定の複数領域（符号３２ｘ）を透明部材で形成した導光部を設けるように構成してもよい。

側方照明用レンズ３２は、略透明部材によって形成され、光入射面３２ｄと、前方出射面３２ｃと、側方出射面３２ｅと、光散乱面３２ｂとを少なくとも有する多面体からなる導光部３２ｘを有して構成されている。

側方照明用レンズ３２においては、後方に向けられた面に光入射面３２ｄが設けられている。この光入射面３２ｄには、第２ライトガイド３２ａの出射端面が当接している。ここで、第２ライトガイド３２ａは、側方照明用レンズ３２（第２の対物レンズ）の基端側に挿入部２の長手方向に平行に設けられており、光源装置１０から出射する照明光を挿入部２の先端側に導光している。そして、この第２ライトガイド３２ａの出射端面から出射された照明光は、光入射面３２ｄを透過して側方照明用レンズ３２の内部に入射する。図１１の断面において、光入射面３２ｄとこれに対向する面（前方出射面３２ｃ）との間の底面側には、光入射面３２ｄの側に向けて傾斜を有する光散乱面３２ｂが形成されている。この光散乱面３２ｂには、上記光入射面３２ｄから入射した照明光を当該側方照明用レンズ３２の内部に向けて反射させ散乱させ得るような表面処理がその内表面に施されている。光散乱面３２ｂの表面処理としては、例えば上記前方照明用レンズ３１の光拡散面３１ｇと略同様な表面処理等が施される。

そして、側方照明用レンズ３２には、内視鏡１の前方に向く前方出射面３２ｃと、内視鏡１の側方に向く側方出射面３２ｅが形成されており、上記第２ライトガイド３２ａからの照明光のうち、そのほとんどは側方出射面３２ｅを透過して内視鏡１の側方に向けて出射すると同時に、一部の照明光は前方出射面３２ｃから前方に向けて出射し得るように構成されている。そのために、図１１の断面において、
撮像光学系（詳しくは前方観察用レンズ２１）の光軸Ｏから側方観察用対物レンズ２２の最外周表面までの距離をＲＡとし、
撮像光学系（詳しくは前方観察用レンズ２１）の光軸Ｏから側方照明用レンズ３２の最外周表面（側方出射面３２ｅ）までの距離をＲＢとし、
撮像光学系（詳しくは前方観察用レンズ２１）の光軸Ｏから第２ライトガイド３２ａの外側外周面までの距離をＲＣとしたとき、
ＲＢ＞ＲＣ＞ＲＡ
の関係が成り立つように側方照明用レンズ３２の配置が設定されている。

このような設定とすることによって、側方照明用レンズ３２の一部（前方出射面３２ｃ）及び第２ライトガイド３２ａは、内視鏡１の挿入部先端部の径方向において側方観察用対物レンズ２２の最外周表面よりも外周側に一部が配置される構成となる。この構成により、第２ライトガイド３２ａからの照明光は、そのほとんどは、側方照明用レンズ３２の内部において光散乱部３２ｂによって散乱し側方出射面３２ｅから本内視鏡１の側方に向けて出射すると同時に、一部の照明光は、側方照明用レンズ３２を透過して前方出射面３２ｃから前方に向けて出射する。したがって、内視鏡１の側方視野（比較的近距離にある壁面等の被検体）への配光に比べて、内視鏡１の前方視野（比較的遠方に位置する管腔内被検体）への配光の光量を増加させることができる。よって、視野全体において均一な照明を行なうことができるようになる。

本実施形態に適用し得る側方照明用レンズの構成については、上述の例のみに限らず、例えば図１３に示すような変形例も考えられる。図１３は、本発明の一実施形態の内視鏡の変形例を示す図であって、挿入部先端部の一部を拡大して示す要部拡大断面図である。 本変形例の内視鏡の構成は、上述の一実施形態の内視鏡と略同様の構成からなり、側方照明用レンズの構成が異なるのみである。したがって、上述の一実施形態と同様の構成の説明は省略し、異なる構成のみを以下に説明する。

本変形例の内視鏡の挿入部先端部においても、後群光学系２３の外周面上に側方照明用レンズ３２Ａが配設されている。

本変形例の側方照明用レンズ３２Ａは、上述の一実施形態における側方照明用レンズ３２と同様に略透明部材によって形成され、光入射面３２ｄと、前方出射面３２Ａｃと、側方出射面３２Ａｅと、光散乱面３２Ａｂとを少なくとも有する多面体からなる導光部を有して構成されている。

側方照明用レンズ３２Ａにおいては、後方に向けられた面に光入射面３２ｄが設けられている。この光入射面３２ｄには、第２ライトガイド３２ａの出射端面が当接している。第２ライトガイド３２ａの照明光は、光入射面３２ｄを透過して側方照明用レンズ３２Ａの内部に入射する。図１３の断面において、当該側方照明用レンズ３２Ａの底面側には、光入射面３２ｄの側に向けて傾斜を有する光散乱面３２Ａｂが形成されている。この光散乱面３２Ａｂは、上記光入射面３２ｄから入射した照明光を当該側方照明用レンズ３２Ａの内部に向けて反射させ散乱させ得るような表面処理がその内表面に施されている。光散乱面３２Ａｂの表面処理としては、上述の一実施形態における側方照明用レンズ３２の光散乱面３２ｂと略同様な表面処理等が施される。

そして、側方照明用レンズ３２Ａには、内視鏡１の前方に向けて傾斜を有する前方出射面３２Ａｃと、この前方射出面３２Ａｃと連設しており基端側に延設されかつ内視鏡１の側方に向く側方出射面３２Ａｅが形成されている。上記第２ライトガイド３２ａからの照明光のうち、そのほとんどは、側方出射面３２Ａｅを透過して内視鏡１の側方に向けて出射する。これと同時に、一部の照明光は前方出射面３２ｃにおいて屈折することによって前方に向けて出射するように構成されている。そのために、図１３の断面において、
撮像光学系（詳しくは前方観察用レンズ２１）の光軸Ｏから側方観察用対物レンズ２２の最外周表面までの距離をＲＡとし、
撮像光学系（詳しくは前方観察用レンズ２１）の光軸Ｏから側方照明用レンズ３２Ａの最外周表面（側方出射面３２Ａｅ）までの距離をＲＢとし、
撮像光学系（詳しくは前方観察用レンズ２１）の光軸Ｏから第２ライトガイド３２ａの外側外周面までの距離をＲＣとしたとき、
ＲＢ＞ＲＡ＞ＲＣ
の関係が成り立つように側方照明用レンズ３２Ａの配置が設定されている。

このような設定とすることによって、側方照明用レンズ３２Ａの一部（前方出射面３２Ａｃ）のみが内視鏡１の挿入部先端部の径方向において側方観察用対物レンズ２２の最外周表面よりも外周側に配置される構成となる。この構成により、上述の一実施形態と同様の効果を得ることができると共に、さらに、本変形例の構成によれば、側方照明用レンズ３２Ａの挿入部先端部の径方向への突出量を抑えることができる。

以上説明したように上記第１の実施形態によれば、前方照明用レンズ３１の光偏光部３１ｃの構成を工夫したことによって、内視鏡１の長手方向であり軸方向に配置される第１ライトガイド３１ａから同方向に向けて出射される照明光を内視鏡１の長手方向であり軸方向に直交する方向に設けられる円環部３１ｂへと効率よく導光させることができる。

前方照明用レンズ３１は、前方観察用レンズ２１の外周側を取り囲むように円環状に形成された円環部３１ｂを備えて構成されている。そして、この円環部３１ｂによって第１ライトガイド３１ａから導光された照明光を円環部３１ｂの光出射面３１ｅから前方、即ち前方観察用レンズ２１の観察範囲（撮像範囲）をほぼ均一に照明することができる。

これと同時に、側方照明用レンズ３２の配置と形状を工夫することによって、側方照明用の第２ライトガイド３２ａから出射される照明光の一部が前方へ向けて出射されるように構成したので、前方照明への配光光量を増加させることができ、よって、前方視野と側方視野との間で、より均一な配光を確保することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本出願は、２０１２年１１月７日に日本国に出願された特願２０１２−２４５６６８号を優先権主張の基礎として出願するものである。

上記基礎出願により開示された内容は、本願の明細書と請求の範囲と図面に引用されているものである。

本発明は、医療分野の内視鏡制御装置だけでなく、工業分野の内視鏡制御装置にも適用することができる。

Claims (14)

1. 管腔内に挿入する挿入部に配置され、第1の観察方向の観察対象物を観察するための第１の撮像光学系と、
   前記挿入部に配置され、前記第１の観察方向とは異なる第２の観察方向の観察対象物を観察するための第２の撮像光学系と、
   光源から出射する照明光を前記挿入部に導光するライトガイドと、
   前記挿入部に配置され前記第１の観察方向を照明するための環形状部位を含む照明光学系と、
   前記照明光学系に設けられ前記ライトガイドの端面と接触して前記照明光を入射させ、前記挿入部の長手方向に直交して形成される入射面と、
   前記入射面に対向する位置に配置され前記挿入部の長手方向に直交する面に対して二方向への傾きを有しかつ互いに相対するように配置され前記ライトガイドから前記入射面に入射した照明光を反射させると共に、前記照明光学系の前記環形状部位の接線に沿う方向へ向けて前記照明光を反射させ前記照明光学系の内部へ入射させる２つの反射面と、
   を有することを特徴とする内視鏡。
2. 前記照明光学系は、前記ライトガイドから導かれた照明光を前記照明光学系の内部に向けて反射させ、前記照明光学系の内周面を含む位置に設けられた光学的処理部を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記光学的処理部は、前記ライトガイドから導かれて前記照明光学系に入射した照明光を前記挿入部の長手方向に出射させる領域以外の部位に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
4. 前記照明光学系は、前記ライトガイドにより導光された照明光を前記環形状部位に入射させる導光部を含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
5. 前記照明光学系は、前記第１の撮像光学系の外周側を取り囲んで配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
6. 光源から出射する照明光を前記挿入部に導光する第２ライトガイドをさらに有し、
   前記第２ライトガイドから導かれた照明光の向きを変えて、前記第２の観察方向に向けて出射させると同時に、前記照明光の一部を前記第1の観察方向に向けて出射させるプリズムを含む第2の照明光学系を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
7. 前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系と前記第２の照明光学系とは、それぞれ略同軸に設けられ、かつそれぞれに円形の外周部を含んで形成されていて、
   前記第１の撮像光学系の光軸から前記第２の撮像光学系の最外周表面までの距離をＲＡ、
   前記第１の撮像光学系の光軸から前記第２の照明光学系の最外表面までの距離をＲＢ、
   前記第１の撮像光学系の光軸から前記第２ライトガイドの外側外周面までの距離をＲＣ、
   としたとき、
   ＲＢ＞ＲＣ＞ＲＡ
   となるように、前記第２の撮像光学系と前記第２の照明光学系と前記第２ライトガイドとがそれぞれ配置されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
8. 前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系と前記第２の照明光学系とは、それぞれ略同軸に設けられ、かつそれぞれに円形の外周部を含んで形成されていて、
   前記第１の撮像光学系の光軸から前記第２の撮像光学系の最外周表面までの距離をＲＡ、
   前記第１の撮像光学系の光軸から前記第２の照明光学系の最外表面までの距離をＲＢ、
   前記第１の撮像光学系の光軸から前記第２ライトガイドの外側外周面までの距離をＲＣ、
   としたとき、
   ＲＢ＞ＲＡ＞ＲＣ
   となるように、前記第２の撮像光学系と前記第２の照明光学系と前記第２ライトガイドとがそれぞれ配置されることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
9. 前記第１の観察方向は前記挿入部の前方の観察方向であるとともに、前記第２の観察方向は前記挿入部の側方の観察方向であり、
   前記第１の撮像光学系は、前記挿入部の先端側に配置され前記挿入部の前方の観察対象物を結像させ、前記第２の撮像光学系は、前記挿入部の側方の観察対象物を結像させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
10. 前記第１の撮像光学系は第１の対物レンズを含み、前記第２の撮像光学系は第2の対物レンズを含み、
    前記第２の対物レンズは、前記第１の対物レンズよりも前記挿入部の基端側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
11. 前記ライトガイドは、前記第２の撮像光学系の外周に隣接して前記挿入部の長手方向に平行に設けられることを特徴とする請求項6に記載の内視鏡。
12. 前記照明光学系は、前記挿入部の基端側の面に照明光を散乱させて、これを前記挿入部の前方に向けて出射させる拡散部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
13. 前記拡散部は、前記ライトガイドから離間するほど照明光の拡散効果を大きくするように拡散性を変化させて形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡。
14. 前記照明光学系における環形状部位の外周縁部の前面側は、前方かつ光軸側に向けた斜面若しくは滑らかな曲面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
    

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