[发明专利]内窥镜用照明光学系统及照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于内窥镜的照明光学系统及照明装置。

背景技术

医疗用电子内窥镜具备：插入体内的插入部；以及用于操作该插入部的操作部。在插入部的前端侧设有摄影系统和照明透镜。利用来自照明透镜的照明光对体内的观察部位进行照明。摄影系统具有摄影光学系统和摄像元件，对照明中的观察部位进行摄影。从摄像元件输出的影像信号在处理装置进行图像处理之后，作为观察部位的图像显示在监视器上。

由多条光纤做成束的导光体通过插入部。该导光体向前端侧的照明透镜引导照明光。将前端侧分为2个分支的导光体也是已知的。该导光体向配置在摄像元件的左右两侧的2个照明透镜引导照明光。

光源装置包括：Xe灯等光源；以及将来自该光源的光聚光到内窥镜的导光体的入射面的聚光光学系统等。作为聚光光学系统，使用抛物面镜或聚光透镜等。

在导光体的入射面中的照明光的强度分布不均匀的情况下，该不均匀还传递到射出面，因此在观察部位发生照明不均。例如，有时光强度在照明光的照射范围的中央部分较高，但是周边的光强度则变低。由此，观察图像的明亮度产生不均，使病变部的诊断变困难。

因此，已知一种照明光学系统（例如，参照日本特开昭59-26703号公报），为了防止照明不均，在聚光光学系统和导光体之间配置了反射面形成为筒状的反射部件，例如玻璃棒，使光强度分布均匀的照明光入射到导光体中。在该照明光学系统中，来自聚光光学系统的照明光在由玻璃棒的周面反射的同时向射出面行进，因此射出面中的光强度分布大体均匀。

此外，在前端侧分为2个分支的导光体中，有时在从左右的各照明透镜照射的照明光的光强度上产生差异，在图像的右侧和左侧产生明亮度不均。并且，由于光量聚集到单侧的照明透镜，有时内窥镜前端部成为高温，产生生物体烧伤等。通过把上述玻璃棒用作该分支型的导光体，还能够消除这种问题。

但是，光源及聚光光学系统、玻璃棒、光导体等相互以较高的精度组装，但是仍然不能避免照明光在玻璃棒或导光体的入射面上的入射位置有偏差。作为入射位置的偏差的原因，有部件之间的安装位置的偏差、聚光光学系统的偏心或歪倒等各部件的组装精度或加工精度的偏差。此外，作为光源使用的灯泡的灯丝或Xe灯的电弧的位置的偏差等也成为原因。

此外，聚光光学系统将灯泡的灯丝或Xe灯的电弧的像成像到聚光位置，灯丝或电弧具有有限的大小，其亮度不均匀。此外，聚光光学系统具有多种像差。因此，灯丝或电弧因聚光光学系统的影响，不聚光为严格的点，而是呈现出如高斯分布曲线那样扩展的光强度分布。

通过使用玻璃棒，能够改善光强度分布的均匀性，但是，因为照明光的入射位置的偏差或照明光不聚光到点上等原因，光强度的大小根据各个电子内窥镜或光源装置而不同。

图8表示在玻璃棒的入射面中的强度分布的一例。该光强度分布是对利用抛物面镜及聚光透镜将来自Xe灯的照明光聚集到玻璃棒的入射面的照明系统进行计算而求得的。使用一般用作电子内窥镜的光源的、电弧长度为1.2mm的光源，作为Xe灯。基于玻璃棒的光强度分布的均匀化是使入射到该入射面的照明光的光强度平均化，例如，在直径为2mm的玻璃棒的入射面处于标记G1所示的范围内的情况下，从该玻璃棒的射出面射出的光强度较高。但是，在入射面处于标记G2所示的范围的情况下，射出强度变得相当小。

由于基于如上所述的机械误差的光强度偏差成为电子内窥镜的性能降低的主要原因，所以需要对其进行改善。此外，基于机械误差的光强度偏差导致伴随插入部的前端侧的光量损失而产生的发热量的偏差。在光强度较大的设备中，伴随光量损失的发热量变多，所以必须要使其不会超过由插入部的前端侧所允许的上限温度。因此，为了应对光强度较大的设备，需要使用光量损失更小的照明透镜，这受到照明光学系统的设计上的制约。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够降低各设备间的照明光的强度差异的内窥镜用照明光学系统及照明装置。

为了实现上述目的，在本发明的内窥镜用照明光学系统中，透光棒和导光体之间满足公式以及D>d。透光棒使来自光源部的照明光入射到棒入射面，将该照明光在内部反射的同时引向棒射出面。导光体具有面对棒射出面的圆形的引导入射面，将来自透光棒的照明光引向内窥镜前端部。棒入射面的直径为d，透光棒的直径为D。棒入射面的照明光的光强度的半幅全宽（full width at half-maximum（FWHM））为Fw。照明光相对于棒入射面在径向上的入射位置的最大偏移量为A。