專利名稱：內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)窺鏡的照明光學(xué)系統(tǒng)及照明裝置。
背景技術(shù)：
醫(yī)療用電子內(nèi)窺鏡具備插入體內(nèi)的插入部；以及用于操作該插入部的操作部。 在插入部的前端側(cè)設(shè)有攝影系統(tǒng)和照明透鏡。利用來自照明透鏡的照明光對體內(nèi)的觀察部位進(jìn)行照明。攝影系統(tǒng)具有攝影光學(xué)系統(tǒng)和攝像元件，對照明中的觀察部位進(jìn)行攝影。從攝像元件輸出的影像信號在處理裝置進(jìn)行圖像處理之后，作為觀察部位的圖像顯示在監(jiān)視器上。
由多條光纖做成束的導(dǎo)光體通過插入部。該導(dǎo)光體向前端側(cè)的照明透鏡引導(dǎo)照明光。將前端側(cè)分為2個分支的導(dǎo)光體也是已知的。該導(dǎo)光體向配置在攝像元件的左右兩側(cè)的2個照明透鏡引導(dǎo)照明光。
光源裝置包括-.Xe燈等光源；以及將來自該光源的光聚光到內(nèi)窺鏡的導(dǎo)光體的入射面的聚光光學(xué)系統(tǒng)等。作為聚光光學(xué)系統(tǒng)，使用拋物面鏡或聚光透鏡等。
在導(dǎo)光體的入射面中的照明光的強度分布不均勻的情況下，該不均勻還傳遞到射出面，因此在觀察部位發(fā)生照明不均。例如，有時光強度在照明光的照射范圍的中央部分較高，但是周邊的光強度則變低。由此，觀察圖像的明亮度產(chǎn)生不均，使病變部的診斷變困難。
因此，已知一種照明光學(xué)系統(tǒng)(例如，參照日本特開昭59-26703號公報)，為了防止照明不均，在聚光光學(xué)系統(tǒng)和導(dǎo)光體之間配置了反射面形成為筒狀的反射部件，例如玻璃棒，使光強度分布均勻的照明光入射到導(dǎo)光體中。在該照明光學(xué)系統(tǒng)中，來自聚光光學(xué)系統(tǒng)的照明光在由玻璃棒的周面反射的同時向射出面行進(jìn)，因此射出面中的光強度分布大體均勻。
此外，在前端側(cè)分為2個分支的導(dǎo)光體中，有時在從左右的各照明透鏡照射的照明光的光強度上產(chǎn)生差異，在圖像的右側(cè)和左側(cè)產(chǎn)生明亮度不均。并且，由于光量聚集到單側(cè)的照明透鏡，有時內(nèi)窺鏡前端部成為高溫，產(chǎn)生生物體燒傷等。通過把上述玻璃棒用作該分支型的導(dǎo)光體，還能夠消除這種問題。
但是，光源及聚光光學(xué)系統(tǒng)、玻璃棒、光導(dǎo)體等相互以較高的精度組裝，但是仍然不能避免照明光在玻璃棒或?qū)Ч怏w的入射面上的入射位置有偏差。作為入射位置的偏差的原因，有部件之間的安裝位置的偏差、聚光光學(xué)系統(tǒng)的偏心或歪倒等各部件的組裝精度或加工精度的偏差。此外，作為光源使用的燈泡的燈絲或Xe燈的電弧的位置的偏差等也成為原因。
此外，聚光光學(xué)系統(tǒng)將燈泡的燈絲或Xe燈的電弧的像成像到聚光位置，燈絲或電弧具有有限的大小，其亮度不均勻。此外，聚光光學(xué)系統(tǒng)具有多種像差。因此，燈絲或電弧因聚光光學(xué)系統(tǒng)的影響，不聚光為嚴(yán)格的點，而是呈現(xiàn)出如高斯分布曲線那樣擴(kuò)展的光強度分布。
通過使用玻璃 棒，能夠改善光強度分布的均勻性，但是，因為照明光的入射位置的偏差或照明光不聚光到點上等原因，光強度的大小根據(jù)各個電子內(nèi)窺鏡或光源裝置而不同。
圖8表示在玻璃棒的入射面中的強度分布的一例。該光強度分布是對利用拋物面鏡及聚光透鏡將來自Xe燈的照明光聚集到玻璃棒的入射面的照明系統(tǒng)進(jìn)行計算而求得的。使用一般用作電子內(nèi)窺鏡的光源的、電弧長度為1. 2mm的光源,作為Xe燈。基于玻璃棒的光強度分布的均勻化是使入射到該入射面的照明光的光強度平均化，例如，在直徑為 2mm的玻璃棒的入射面處于標(biāo)記Gl所示的范圍內(nèi)的情況下，從該玻璃棒的射出面射出的光強度較高。但是，在入射面處于標(biāo)記G2所示的范圍的情況下，射出強度變得相當(dāng)小。
由于基于如上所述的機(jī)械誤差的光強度偏差成為電子內(nèi)窺鏡的性能降低的主要原因，所以需要對其進(jìn)行改善。此外，基于機(jī)械誤差的光強度偏差導(dǎo)致伴隨插入部的前端側(cè)的光量損失而產(chǎn)生的發(fā)熱量的偏差。在光強度較大的設(shè)備中，伴隨光量損失的發(fā)熱量變多， 所以必須要使其不會超過由插入部的前端側(cè)所允許的上限溫度。因此，為了應(yīng)對光強度較大的設(shè)備，需要使用光量損失更小的照明透鏡，這受到照明光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計上的制約。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠降低各設(shè)備間的照明光的強度差異的內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)及照明裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)中，透光棒和導(dǎo)光體之間滿足公式D NFw+2 · A、以及D>d。透光棒使來自光源部的照明光入射到棒入射面，將該照明光在內(nèi)部反射的同時引向棒射出面。導(dǎo)光體具有面對棒射出面的圓形的引導(dǎo)入射面， 將來自透光棒的照明光引向內(nèi)窺鏡前端部。棒入射面的直徑為d，透光棒的直徑為D。棒入射面的照明光的光強度的半幅全寬(full width at half-maximum (FWHM))為Fw。照明光相對于棒入射面在徑向上的入射位置的最大偏移量為A。
透光棒優(yōu)選將照明光在全反射的同時引向棒射出面。優(yōu)選透光棒的周面與空氣接觸，利用與空氣之間的折射率之差，產(chǎn)生全反射。此外，優(yōu)選棒射出面與引導(dǎo)入射面緊貼。
在本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用照明裝置中，具有產(chǎn)生照明光的光源、聚集照明光的聚光光學(xué)系統(tǒng)、透光棒、導(dǎo)光體和照明透鏡，并滿足式F\v+_2 · A、D>d。透光棒使來自光源部的照明光入射到棒入射面，將該照明光在內(nèi)部反射的同時引向棒射出面。導(dǎo)光體具有與棒射出面面對的圓形的引導(dǎo)入射面，將來自透光棒的照明光引向內(nèi)窺鏡前端部。照明透鏡配置在內(nèi)窺鏡前端部，將來自導(dǎo)光體的照明光向觀察部位照射。引導(dǎo)入射面的直徑為d，透光棒的直徑為D。棒入射面的照明光的光強度的半幅全寬為Fw。照明光相對于棒入射面在徑向上的入射位置的最大偏移量為A。
聚光光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選包括拋物面鏡，使來自光源的照明光成為大致平行光；以及聚光透鏡，使來自拋物面鏡的照明光聚集到棒入射面。優(yōu)選使用聯(lián)接器，該聯(lián)接器以使透光棒的棒射出面與引導(dǎo)入射面緊貼的方式，將透光棒和導(dǎo)光體保持在相連結(jié)的狀態(tài)。
優(yōu)選在聯(lián)接器的前端安裝透明的玻璃蓋，透光棒的棒入射面與該玻璃蓋的后面緊貼。優(yōu)選光源和聚光光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)置于光源裝置的框體內(nèi)，上述聯(lián)接器插入在該框體內(nèi)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明， 設(shè)導(dǎo)光體的入射面的直徑為d，透光棒的直徑為D，透光棒的入射面中的照明光的光強度的半幅全寬為F，照明光在透光棒的入射面的徑向上的入射位置的最大偏移量為A時，由于滿足了 “DNFw+2 · A”、以及“D>d”，所以能夠不使光量損失變大， 而降低設(shè)備之間的光強度的差異。


圖1是內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的概略圖。
圖2是示意性地表示照明光學(xué)系統(tǒng)的說明圖。
圖3是表示引導(dǎo)入射面中的各光纖束的入射區(qū)域的說明圖。
圖4是表示在聯(lián)接器內(nèi)連接了導(dǎo)光體和玻璃棒的狀態(tài)的截面圖。
圖5是表示玻璃棒的直徑和光強度的偏差度的關(guān)系的圖表。
圖6是表不玻璃棒的直徑和光量的關(guān)系的圖表。
圖7是表不入射到玻璃棒中的光強度及射出的光強度的分布的一例的圖表。
圖8是表示玻璃棒的入射面中的光強度分布的一例的圖表。
具體實施方式
圖1中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10包括電子內(nèi)窺鏡11、處理裝置12及光源裝置14。電子內(nèi)窺鏡11具備插入于被檢體內(nèi)的可撓性插入部16 ;設(shè)在插入部16的基端部的操作部17，用于電子內(nèi)窺鏡11的把持及插入部16的操作；以及通用軟線18，用于把操作部17分別連接到處理裝置12及光源裝置14上。眾所周知，插入部16的前端部16a在硬質(zhì)筒內(nèi)內(nèi)置了攝影系統(tǒng)(攝影系光學(xué)系統(tǒng)，攝像元件)、照明透鏡19 (參照圖2)等。此外，在前端部16a的后端，設(shè)有彎曲自如的彎曲部16b。
在操作部17，設(shè)有2個角度旋鈕(angle knob)22、操作按鈕23、鉗子入口 24。2個角度旋鈕22與上下方向和左右方向相對應(yīng)，將插入部16向所選擇的方向彎曲。當(dāng)角度旋鈕22的旋轉(zhuǎn)量較大時，彎曲量變大。操作按鈕23用于送氣/送水及吸引等各種操作。鉗子入口 24與插通到插入部16內(nèi)的鉗子通道連通。在通用軟線18中連通送氣/送水通道、 信號線纜、導(dǎo)光體27 (參照圖2)等。
處理裝置12與電子內(nèi)窺鏡11及光源裝置14電連接，對電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的動作綜合性地進(jìn)行控制。該處理裝置12通過插通到通用軟線18或插入部16內(nèi)的信號線纜，對前端部16a內(nèi)的攝像元件的驅(qū)動進(jìn)行控制。從該攝像元件輸出的攝像信號通過信號線纜被發(fā)送到處理裝置12。該處理裝置12對攝像信號實施各種圖像處理之后發(fā)送到監(jiān)視器28， 并且，在其顯示面顯示觀察部位的圖像。
光源裝置14在處理裝置12 的控制下對向觀察部位照射的照明光進(jìn)行控制，在該框體14a內(nèi)，內(nèi)置了光源部31 (均參照圖2)及用于對光源部31進(jìn)行驅(qū)動/控制的各種電路等。
如圖2所示，照明光學(xué)系統(tǒng)30包括配置于前端部16a的照明透鏡19、以及導(dǎo)光體單元32。導(dǎo)光體單元具有插通到插入部16內(nèi)的導(dǎo)光體27、玻璃棒37、玻璃蓋36。光源部31包括作為光源的Xe燈33、拋物面鏡34、聚光透鏡35等。此外，導(dǎo)光體單元32的入射端部32a被插入到光源裝置14的框體14a內(nèi)。在入射端部32a，從光源部31側(cè)依次包含玻璃蓋36、玻璃棒37、導(dǎo)光體27的引導(dǎo)入射面27a。照明裝置包括照明透鏡19、導(dǎo)光體單兀32、光源部31等。
來自Xe燈33的照明光經(jīng)由玻璃蓋36入射到玻璃棒37。眾所周知，Xe燈33在電極間進(jìn)行放電來放出照明光。此外，作為光源，不限于Xe燈33，可以利用各種燈或LED等。 此外，能夠根據(jù)觀察內(nèi)容等，適當(dāng)決定光源的種類或照明光的顏色或波長。并且，也可以為了得到特定波長或波段的照明光，而設(shè)置帶通濾波器等光學(xué)濾波器。
拋物面鏡34通過反射來自Xe燈33的照明光，大體以平行光入射到聚光透鏡35 中。聚光透鏡35通過折射照明光而使其聚光并入射到玻璃棒37中。此外，光源部31例如也可以由Xe燈33和凹面鏡構(gòu)成，利用凹面鏡使照明光聚光并入射。
玻璃棒37為透光棒,配置在導(dǎo)光體27和光源部31之間，降低由強度分布的偏差造成的照明不均。經(jīng)由玻璃棒37，照明光向引導(dǎo)入射面27a入射。從引導(dǎo)入射面27a入射到導(dǎo)光體27內(nèi)的照明光被該導(dǎo)光體27引導(dǎo)到前端部16a。
導(dǎo)光體27包括一對光纖束38。各光纖束38均由多條光纖(光纖線材)構(gòu)成，在入射端部32a側(cè)聚集成圓柱形狀。如圖3所示，各光纖束38的入射區(qū)域38a形成半圓形， 而整體形成為圓形的I個入射面27a。
導(dǎo)光體27在聚集為I條的狀態(tài)下通過通用軟線18及插入部16的內(nèi)部，在前端部 16a內(nèi)按照光纖束分支為2條。在配設(shè)于前端部16a內(nèi)的各光纖束38的引導(dǎo)射出面38b 的前面分別配置了照明透鏡19，來自各引導(dǎo)射出面38b的照明光經(jīng)由各自對應(yīng)的照明透鏡 19，從兩側(cè)對觀察部位進(jìn)行照明。
如圖4所示，用聯(lián)接器40將導(dǎo)光體27和玻璃棒37連結(jié)。聯(lián)接器40具有大體圓柱形狀的插座部件41和插頭部件42。在插座部件41的中空部內(nèi)收容玻璃蓋36和玻璃棒 37，在插頭部件42的中空部內(nèi)保持著導(dǎo)光體27的入射面27a側(cè)的端部。
作為透光棒的玻璃棒37是把透明的玻璃做成圓柱形的部件,在兩端具有圓形的棒入射面37a和棒射出面37b。棒入射面37a和棒射出面37b與玻璃棒37的軸心正交。該玻璃棒37保持在棒保持器43上，將該棒保持器43固定在插座部件41的中空部內(nèi)。
上述玻璃棒37具有使照明光的強度分布均勻的功能，并且，分別滿足下式(I)、 (2)。
·D N Fw+2 · A ...... ·(I)
D>d ...... (2)
上述式(I)、(2)中的D為玻璃棒37的直徑。d為導(dǎo)光體27 (引導(dǎo)入射面27a)的直徑。Fw為棒入射面37a中的照明光的光強度的半幅全寬，由聚光透鏡35聚光的照明光的光強度為成為其峰值的I / 2的位置的光束的直徑。A為在棒入射面37a上照明光的入射位置在徑向上的最大偏移量。即，該最大偏移量A是根據(jù)入射位置精度而在設(shè)計上決定的最大允許誤差，用從棒入射面37a的中心到成為照明光的光強度的峰值的位置之間的距離來表示。
在該例中，設(shè)導(dǎo)光體27的直徑d為2mm,半幅全寬Fw為2mm,最大偏移量A為 ±0. 5mm，所以通過把玻璃棒37的直徑D設(shè)為3mm，滿足式(I )、(2)。
玻璃棒37使從棒入射面37a入射到內(nèi)部的照明光在由周面反射的同時向棒射出面37b行進(jìn)，由此使從棒射出面37b射出的照明光的光強度均勻。棒保持器43通過僅接觸并保持玻璃棒37的兩端部的周面，在玻璃棒37的大體整個周面上形成空氣層。由此，在玻璃棒37內(nèi)使照明光全反射，并使基于反射的照明光的強度的衰減減小。
玻璃棒37越長則使強度分布均勻的效果越好，但在達(dá)到棒射出面37b之前的照明光的反射次數(shù)變多，照明光的衰減變大。因此，最好將玻璃棒37的長度設(shè)為直徑的5 15 倍左右。在該例中，將玻璃棒37的長度設(shè)為21mm，為直徑的7倍。
玻璃蓋36是用于防止玻璃棒37受損或防止附著藥劑的構(gòu)件。該玻璃蓋36的各面是與玻璃棒37的軸心正交的平板形狀，該玻璃蓋36固定在插座部件41的前端側(cè)，后面緊貼棒入射面37a，前面向光源部31側(cè)露出。
導(dǎo)光體27在周面被護(hù)套44覆蓋的狀態(tài)下，其入射端部保持在插頭部件42的中空部內(nèi)。引導(dǎo)入射面27a與插頭部件42的前端面成為同一面。
插頭部件42在其前端部周圍形成外螺紋，通過將該外螺紋與形成在插座部件41 的中空部內(nèi)周面的內(nèi)螺紋螺合,而與插座部件41連結(jié)。通過該連結(jié)，導(dǎo)光體27和玻璃棒 37，在它們的軸心一致并且引導(dǎo)入射面27a抵接并緊貼棒射出面37b的狀態(tài)下被組裝。此外，標(biāo)記46是用于防止藥液等從插座部件41和插頭部件42之間的間隙進(jìn)入的O形環(huán)。
若忽略玻璃棒37的內(nèi)部的損失，從棒射出面37b射出的照明光的光強度(下面，稱作棒射出強度)是將入射到棒入射面37a的照明光的光強度(下面，稱作棒入射強度)平均后得到的強度。在使照明光入射到玻璃棒37中的情況下，不可否認(rèn)由于Xe燈33的電弧位置的偏差或各部的組裝精度等各種主要原因，照明光相對于棒入射面37a的入射位置(下面， 稱作棒入射位置)發(fā)生偏移。此外，來自Xe燈33的照明光具有在光束的徑向上以山型擴(kuò)展的光強度分布。因此，當(dāng)棒入射位置偏移時，將棒入射強度用棒入射面37a的面積積分后的入射強度積分值發(fā)生變化，所以棒射出強度增減。
在直徑D變大的情況下，即使棒入射位置在棒入射面37a的徑向上偏離一些，入射強度積分值的變化也變小，因此棒射出強度的增減量也能夠變小。結(jié)果，伴隨棒入射位置的偏差的照明光的光強度的變動能夠降低。
而在玻璃棒37的直徑D成為特定值時，相對于照明光的光強度分布充分大，所以棒射出強度的偏差的改善效果成為幾乎得不到提高的狀態(tài)，該特定的直徑是由上述式(I) 導(dǎo)出的。
圖5示出增大玻璃棒37的直徑D時的棒射出強度的偏差度B的變化的一例。與本實施例同樣，表示在棒入射位置的最大偏移量A為O. 5_、照明光的半幅全寬Fw為2mm的條件下，玻璃棒37的直徑D從與導(dǎo)光體27的直徑d相同的2mm增大時的偏差度的變化。偏差度B是根據(jù)下式(3)求出的。此外，式(3)中的“L0max”、“L0min”分別是玻璃棒37的直徑為2mm時的最大的棒射出強度和最小的棒射出強度。此外,“Lmax”、“Lmin”分別是任意的直徑D下的最大的棒射出強度、最小的棒射出強度。在玻璃棒37的直徑為2mm時，棒射出強度(相對光強度)最小時為“1. 00”，最大時為“1. 96”。
B= (Lmax / Lmin) / (LOmax / LOmin) X 100 (%) ...... (3)
另一方面，在設(shè)導(dǎo)光體27的直徑d為一定，玻璃棒37的直徑D增大時，棒射出面 37b的面積相對于引導(dǎo)入射面27a的面積差增大。因此，如圖6所示，隨著直徑D的增大，未入射到引導(dǎo)器射面27a的照明光變多，照明光的光量損失變大。
此外，在圖6中，以玻璃棒37的直徑D為與導(dǎo)光體27的直徑d相同的2mm時入射到導(dǎo)光體27的光量為100%的方式，來表示從玻璃棒37入射到導(dǎo)光體27的光量。
如上所示，即使將玻璃棒37的直徑D設(shè)為大于特定的直徑，雖然照明光的光量損失變大，但是由于光強度偏差的降低效果也不會提高，所以通過將玻璃棒37的直徑D設(shè)為特定的直徑，能夠在不將損失增大到需要以上的情況下，得到降低光強度的偏差的最大的效果。另一方面，為了降低光強度的偏差，產(chǎn)生不少的光量損失，但是通過攝像元件的靈敏度調(diào)整或由光源部31進(jìn)行光量調(diào)整能夠充分應(yīng)對。
此外，由與導(dǎo)光體27連結(jié)的玻璃棒37降低光強度的偏差，因此，不需要改良光源裝置14等，能夠通過電子內(nèi)窺鏡11側(cè)的導(dǎo)光體27的一端的改良來實施，所以在已有設(shè)備的改良這一點上也是有利的結(jié)構(gòu)。
接著，對上述結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行說明。當(dāng)Xe燈33被點燈時，來自該Xe燈33的照明光入射到棒入射面37a。從該棒入射面37a進(jìn)入玻璃棒37的內(nèi)部的照明光在由其周面反復(fù)進(jìn)行全反射的同時向棒射出面37b行進(jìn)，從棒射出面37b射出。
在示出照明光的光強度分布的變化的一例的圖7中，如虛線所示，入射到棒入射面37a的照明光的光強度分布在徑向上不均勻。因此，雖然具有如高斯曲線那樣的分布，但是由于如前所述在反復(fù)進(jìn)行反射的同時通過玻璃棒37，從而如實線所示，從棒射出面37b 射出的照明光的強度分布的不均勻得到改善。
從棒射出面37b中的與引導(dǎo)入射面27a緊貼的部分射出的照明光入射到該引導(dǎo)入射面27a，從其他部分射出的照明光不會入射到導(dǎo)光體27。如上所述，從玻璃棒37射出的一部分照明光不會入射到導(dǎo)光體27而成為損失，但是，由于該損失被利用到基于玻璃棒37 產(chǎn)生的光強度偏差的降低效果上，所以不會成為浪費性損失。
從棒射出面37b入射到引導(dǎo)入射面27a的照明光中的一半入射到一個入射區(qū)域 38a，剩下的一半入射到另一個入射區(qū)域38a。入射到各入射區(qū)域38a的照明光分別通過光纖束38被導(dǎo)入到前端部16a，并從各引導(dǎo)射出面27b射出。
插入部16插入于體內(nèi)，因此通過2個照明透鏡19向觀察部位照射照明光。攝像元件拍攝該照明中的觀察部位。來自攝像元件的攝像信號被傳送到處理裝置12，進(jìn)行圖像處理之后發(fā)送到監(jiān)視器28。觀察顯示于該監(jiān)視器28上的圖像，進(jìn)行病變部的診斷。
但是，由于光源裝置14或電子內(nèi)窺鏡11具有機(jī)械誤差，所以根據(jù)其組合狀態(tài)，照明光的入射位置相對于玻璃棒37發(fā)生變化，在從照明透鏡19照射的照明光的光強度上產(chǎn)生差異。但是，玻璃棒37的直徑D滿足上述式(I)、(2)，因此，即使照明光的入射位置相對于玻璃棒37具有偏差,入射到引導(dǎo)入射面27a的照明光的強度分布也大體均勻，同時光強度的偏差也較小。因此，根據(jù)光源裝置14或電子內(nèi)窺鏡11的機(jī)械誤差以及他們的組合狀態(tài)，從照明透鏡19照射的照明光的光強度不會產(chǎn)生較大的差異。此外，在各設(shè)備之間，照明光的光強度不產(chǎn)生較大的差異，所以伴隨前端部16a內(nèi)的光量損失的發(fā)熱量的偏差也較小。
上述實施方式的透光棒是用玻璃制造的，但是也可以用丙烯樹脂等塑料制造。此外，作為透光棒，也可以是由具有相互不同的折射率的芯材、和在該芯材的周圍形成的金屬包層構(gòu)成的光纖。此時，由于在芯材與金屬包層之間的邊界面全反射入射到芯材中的光，所以不需要在光纖的周面上形成空氣層。此外，在使用了該光纖的情況下，將芯材的直徑設(shè)為 “D”，滿足式(I)、(2)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，具備圓柱形狀的透光棒，該透光棒使來自光源部的照明光入射到棒入射面，并將該照明光在內(nèi)部反射的同時引向棒射出面；導(dǎo)光體，具有與上述棒射出面面對的圓形的引導(dǎo)入射面，將來自上述透光棒的上述照明光向內(nèi)窺鏡前端部引導(dǎo)，在設(shè)上述引導(dǎo)入射面的直徑為d，上述透光棒的直徑為D，上述照明光在上述棒入射面中的光強度的半幅全寬為Fw，照明光相對于上述棒入射面的入射位置在徑向上的最大偏移量為A時，滿足下式D N Fw十2 · AD>d。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述透光棒將上述照明光在全反射的同時引向棒射出面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述透光棒的周面與空氣接觸，利用與空氣之間的折射率之差，產(chǎn)生上述全反射。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項所述的內(nèi)窺鏡用照明光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述棒射出面與上述引導(dǎo)入射面緊貼。
5.一種內(nèi)窺鏡用照明裝置，其特征在于，具備光源，產(chǎn)生照明光；聚光光學(xué)系統(tǒng)，用于聚集上述照明光；圓柱形狀的透光棒，該透光棒使來自上述聚光光學(xué)系統(tǒng)的照明光入射到棒入射面，并將該照明光在內(nèi)部反射的同時引向棒射出面；導(dǎo)光體，具有與上述棒射出面面對的圓形的引導(dǎo)入射面，將來自上述透光棒的上述照明光向內(nèi)窺鏡前端部引導(dǎo)；以及照明透鏡，配設(shè)在內(nèi)窺鏡前端部，將來自上述導(dǎo)光體的照明光向觀察部位照射，設(shè)上述引導(dǎo)入射面的直徑為d，上述透光棒的直徑為D，上述照明光在上述棒入射面上的光強度的半幅全寬為Fw，照明光相對于上述棒入射面的入射位置在徑向上的最大偏移量為A時,滿足下式D=Fw+2 · AD>d。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡用照明裝置，其特征在于，上述聚光光學(xué)系統(tǒng)包括拋物面鏡，使上述照明光成為大致平行光；以及聚光透鏡，使來自該拋物面鏡的照明光向上述棒入射面聚光。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)窺鏡用照明裝置，其特征在于，具備聯(lián)接器，該聯(lián)接器以使得上述棒射出面與上述引導(dǎo)入射面緊貼的方式，將上述透光棒和上述導(dǎo)光體保持在相連結(jié)的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)窺鏡用照明裝置，其特征在于，在上述聯(lián)接器的前端安裝有透明的玻璃蓋，上述透光棒的上述棒入射面與該玻璃蓋的后面緊貼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡用照明裝置，其特征在于，上述光源和上述聚光光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)置于光源裝置的框體內(nèi)，上述聯(lián)接器插入在該框體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的內(nèi)窺鏡用照明裝置及光學(xué)系統(tǒng)減小設(shè)備之間的照明光的光強度偏差。在插通于電子內(nèi)窺鏡(11)內(nèi)的導(dǎo)光體(27)和光源裝置(14)內(nèi)的光源部(31)之間配置玻璃棒(37)。玻璃棒(37)將從棒入射面(37a)入射的照明光在內(nèi)面進(jìn)行反射的同時引向棒射出面(37b)。設(shè)玻璃棒(37)的直徑為D，導(dǎo)光體27的引導(dǎo)入射面(27a)的直徑為d，照明光相對于棒入射面(37a)的光強度的半幅全寬為Fw，棒入射面(37a)的徑向上的照明光的入射位置的最大偏移量為A時，滿足D>d。
文檔編號A61B1/00GK103027655SQ201210319118
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者北野亮 申請人:富士膠片株式會社