(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ランプから放射された光線束を照明用ライトガイドファイバの入射端面に収束させるための収束光学系と、上記光源ランプから放射された光線束の一部を遮って上記ライトガイドファイバに入射する光線束を任意の範囲のものに制限するための可変絞りと、上記ライトガイドファイバに入射する光線束の色を調光するためにその光線束の光路中に配置された干渉フィルタとを設けた内視鏡用光源装置において、
上記収束光学系を一枚の凸レンズのみで構成して、上記干渉フィルタをそのフィルタ面が上記ライトガイドファイバの入射端部の軸線方向とほぼ垂直の向きになるように上記収束光学系と上記ライトガイドファイバの入射端面との間に配置すると共に、上記可変絞りが最も外側まで開かれた状態のときにその最外縁部から上記干渉フィルタと上記ライトガイドファイバとに同じ角度で入射する光線が上記ライトガイドファイバの入射端部の軸線に対してなす入射角度（θ）を、上記ライトガイドファイバが伝達可能な光線の最大入射角度の５分の３ないし４分の３の範囲の角度になるようにしたことを特徴とする内視鏡用光源装置。
【請求項２】
上記干渉フィルタが、光の三原色に基づく色光を上記ライトガイドファイバに順に入射させるための複数のフィルタであって、一定速度で回転駆動される請求項１記載の内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源ランプから放射された光線束を照明用ライトガイドファイバに入射させるための内視鏡用光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡用光源装置には、一般に、ライトガイドファイバに入射する光線束の面積を変えることによって照明光の明るさを調整するための可変絞りが設けられており、光源ランプから放射された光線束の一部が可変絞りによって遮られるようになっている。
【０００３】
また、面順次式の電子内視鏡装置においては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光三原色をライトガイドファイバに順に入射させる必要があるので、三つの干渉フィルタが同心円上に配列された三原色フィルタを一定速度で回転駆動して、ライトガイドファイバの入射端面に向かう光線束中に三原色の各フィルタが順に挿脱されるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
干渉フィルタには、入射光線がフィルタ面の法線に対してなす角度（入射角度）が大きくなるほど、垂直入射（入射角＝０°）の場合に比べて透過光の分光特性のずれが大きくなる特性があるが、従来の内視鏡では一般に、ライトガイドファイバ内で全反射が起きる最大の入射角度の範囲まで光線を入射させている。
【０００５】
したがって、可変絞りを開閉動作させることによって干渉フィルタに入射する光線の最大入射角度が変化すると、各入射角度ごとの入射光線の割り合いが変化し、それに伴って内視鏡の照明光の色が変化して、内視鏡診断に支障がでる場合がある。
【０００６】
そこで、光源ランプからライトガイドファイバに向かう光線束が干渉フィルタ透過部分では常にフィルタ面に垂直な平行光になるような光学系を設けたものもある（特公平６−２５８２７号）。
【０００７】
しかし、そのような光学系には複数枚のレンズが必要なので、部品コスト及び組み立て調整コストが高くなり、また、複数枚のレンズを収容するための広い空間が必要になって装置が大型化してしまう欠点がある。
【０００８】
また、光源からの光束は照明光量を確保するために、ライトガイドファイバの入射面に収束する形で入射されるが、ライトガイドファイバについても、ファイバ入射端面への入射角度が大きくなるほど、伝送される光（出射光）の分光特性がずれてくる。
【０００９】
そこで本発明は、可変絞りを動作させた時のライトガイドファイバへの入射光の色の変化が小さく、しかも特別な追加部品を何ら必要とせず低コストで小型に構成することができる内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡用光源装置は、光源ランプから放射された光線束を照明用ライトガイドファイバの入射端面に収束させるための収束光学系と、上記光源ランプから放射された光線束の一部を遮って上記ライトガイドファイバに入射する光線束を任意の範囲のものに制限するための可変絞りと、上記ライトガイドファイバに入射する光線束の色を調整するためにその光線束の光路中に配置された干渉フィルタとを設けた内視鏡用光源装置において、上記干渉フィルタのフィルタ面を上記ライトガイドファイバの入射端部の軸線方向とほぼ垂直の向きに配置すると共に、上記可変絞りが最も外側まで開かれた状態のときにその最外縁部から上記ライトガイドファイバに入射する光線が上記ライトガイドファイバの入射端部の軸線に対してなす入射角度（θ）を、上記ライトガイドファイバが伝達可能な光線の最大入射角度の４分の３以下の角度になるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
なお、上記入射角度（θ）が、上記ライトガイドファイバが伝達可能な光線の最大入射角度の５分の３ないし４分の３の範囲であってもよい。
また、上記干渉フィルタが、光の三原色に基づく色光を上記ライトガイドファイバに順に入射させるための複数のフィルタであって、一定速度で回転駆動されるものであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、電子内視鏡装置の照明系の構成を略示しており、電子内視鏡１０の挿入部の先端には、対物レンズ１１による被写体の結像位置に固体撮像素子１２が配置されていて、内視鏡観察像が電気信号に変換されて伝達される。１３は、固体撮像素子１２の駆動回路である。
【００１３】
１４は、被写体を照明するための照明光を伝達するライトガイドファイババンドルであり、その射出端面１４ａから射出された照明光線束は、その前方に配置された凹レンズ１５によって広げられて、被写体に照射される。
【００１４】
光源装置２０内には、例えばキセノンランプを用いた光源ランプ２１が内蔵されていて、光源ランプ２１から放射された光線束３０は、その光線束の途中に介挿配置された例えば一枚の凸レンズからなる収束光学系２２によって、ライトガイドファイババンドル１４の入射端面１４ｂに収束させられて、ライトガイドファイババンドル１４に入射する。ただし、収束光学系としては、回転楕円面鏡等の反射鏡を用いてもよい。
【００１５】
光源ランプ２１と収束光学系２２との間には、光源ランプ２１から放射された光線束を部分的に任意の面積だけ遮って、ライトガイドファイババンドル１４に入射する光線束を任意の範囲のものに制限するための可変絞り２３が配置されている。
【００１６】
この実施の形態においては、可変絞り２３は光線束３０を外側から遮るようになっており、その光通過孔２３ａの開口面積を任意に調整できるようになっている。ただし、その調整手段の図示は省略されている。
【００１７】
ライトガイドファイババンドル１４の入射端面１４ｂと収束光学系２２との間には、一定速度で回転駆動される三原色回転フィルタ２４が、フィルタ面２４ａが入射端部におけるライトガイドファイババンドル１４の軸線の方向と垂直の向きになるように配置されている。
【００１８】
この三原色回転フィルタ２４には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光三原色の干渉フィルタ２４ａが、回転軸を中心とする同心円上に配列されており、ライトガイドファイババンドル１４に入射する光線束３０に三原色の各干渉フィルタ２４ａが順に挿脱されて入射光線束の色が順に変化し、ライトガイドファイババンドル１４の射出端面１４ａから射出される照明光の色が赤、緑、青に順に変化する。
【００１９】
ライトガイドファイババンドル１４としては、一本の直径が０．０３ｍｍ程度の光学ファイバを数千本束ねて、入射端面１４ｂがファイバ軸線に対して垂直になるように研磨されたものが用いられている。
【００２０】
図２に示されるように、単繊維である各ライトガイドファイバ１４０は、コア１４１の外面にクラッド１４２をコーティングして形成されており、コア１４１に入射した光線は、コア１４１とクラッド１４２との境界面で全反射を繰り返しながらコア１４１内を伝達される。
【００２１】
したがって、光線がライトガイドファイバ１４０内を伝達されるには、コア１４１内の光線が、クラッド１４２との境界面において全反射が起きる方向に進行することが必要である。
【００２２】
その条件は、コア１４１及びクラッド１４２の屈折率をｎ１及びｎ２としたとき、入射角度（入射端部に於けるライトガイドファイバ１４０の軸線に対して入射光線のなす角度）θ′が、θ′≦arcsin√(n12−n22)でなければならないことが知られており、一般にθ′の最大値θ′max.は３０°〜３５°程度である。
【００２３】
この実施の形態においては、光線を伝達できる最大入射角度θ′max.がθ′max.＝３２°になるようなコア１４１とクラッド１４２によってライトガイドファイバ１４０が形成されている。
【００２４】
そして、図１に示されるように、可変絞り２３を最大限に開いたときに最も外側からライトガイドファイババンドル１４に入射する光線の入射角度θが、θ′max.の４分の３であるθ＝２４°になるように、収束光学系２２、可変絞り２３等が構成されている。
【００２５】
干渉フィルタ２４ａのフィルタ面とライトガイドファイババンドル１４の軸線とは垂直なので、その光線の三原色回転フィルタ２４に対する入射角度（フィルタ面の法線に対してなす角度）をαとすると、α＝θ＝２４°である。
【００２６】
図３及び図４は、三原色回転フィルタ２４を透過する光のｕｖ色度図上での色度点の変化の状態を示しており、図３は、可変絞り２３が全開の状態から、絞りの内側部分の光線が遮られて外縁部の光線だけが干渉フィルタ２４ａに入射する場合を示しており、図４は、可変絞り２３が全開の状態から、絞りの周辺部分の光線が遮られて入射角度ゼロ（垂直入射）の光線だけが干渉フィルタ２４ａに入射する場合を示している。
【００２７】
αを小さくすればするほど、可変絞り２３を開閉させたときに生じる透過光の色の変化が少なくなり、したがって被写体を照明する照明光の色の変化が少なくなるが、図３及び図４に示されるように、α＝３２°の場合に比較してα＝２４°の場合には色変化のはっきりとした減少（ｕ−ｖ色度座標上の移動が約半分になる）があり、内視鏡診断能が改善される。
【００２８】
したがって、可変絞り２３を全開にしたときに最も外側から干渉フィルタ２４ａに入射する光線の入射角度α（＝θ）を２４°以下にすれば照明光の色の変化に問題が生じない。ただし、ライトガイドファイババンドル１４への最も外側からの入射角度θをあまりに小さくすると、照明光の明るさや広がりに問題が生じる。
【００２９】
そこで、ライトガイドファイババンドル１４に対する入射角度θについて実験により検討したところ、θが約１９°以上（したがって、３２°の５分の３以上）あれば実用上問題がないことが分かった。
【００３０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、三原色回転フィルタ２４の干渉フィルタ２４ａの色の組み合わせは、Ｙ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｗ（白）の４色や、Ｙ，Ｃ，Ｇの３色の組み合わせなどでもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、可変絞りの最外縁部からライトガイドファイバに入射する光線の入射角度を、ライトガイドファイバが伝達可能な光線の最大入射角度の４分の３以下の角度にしたことにより、可変絞りを動作させた時のライトガイドファイバへの入射光の色の変化が小さくなって照明光の色変化が小さくなって内視鏡診断能が向上し、しかも光学系その他に特別な追加部品を何ら必要とせず、低コストで小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の電子内視鏡装置の全体構成の略示図である。
【図２】ライトガイドファイバの光伝達状態を説明するための略示図である。
【図３】本発明の実施の形態による色変化特性を示す線図である。
【図４】本発明の実施の形態による色変化特性を示す線図である。
【符号の説明】
１４  ライトガイドファイババンドル
１４ｂ  入射端面
２２  収束光学系
２３  可変絞り
２４  三原色回転フィルタ
２４ａ  干渉フィルタ
【図１】
0003665424.tif 000002
【図２】
0003665424.tif 000003
【図３】
0003665424.tif 000004
【図４】
0003665424.tif 000005