(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段からの光を該内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明する全周囲照明光学部材であって、
透明媒質からなり、互いに同軸又は非同軸となる位置に夫々円筒形状に形成された内周面及び外周面並びに前記内周面と前記外周面とに夫々接する環状に形成された先端部及び後端部を有する開口付き円柱部と、
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって交互に形成された、全反射面及び前記全反射面に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を、前記開口付き円柱部の外部へ、前記全反射面に対して斜め方向に出射する出射面と、
前記開口付き円柱部の前記内周面、前記先端部及び前記後端部の全面に備えられた、前記開口付き円柱部の内部を通って前記内周面、前記先端部及び前記後端部へ入射した光を反射する第１の反射部と、
前記照明光供給手段からの光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れるようにして、前記開口付き円柱部の内部へ供給させる照明光案内部と、
を有することを特徴とする全周囲照明光学部材。
【請求項２】
前記照明光案内部が、前記開口付き円柱部の前記先端部における前記照明光供給手段の出射部に対向する領域を含む所定領域に形成されていて、前記照明光供給手段により前記開口付き円柱部の内部へ供給され該開口付き円柱部の先端部側方向に進む光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向に反射する第２の反射部からなることを特徴とする請求項１に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項３】
前記開口付き円柱部における前記先端部と前記後端部のいずれか一方は、該先端部と該後端部の間の肉厚が円周方向に沿って異なるように形成された螺旋面と、前記螺旋面と交差し該螺旋面上で段差を形成し、前記照明光供給手段の出射部から出射した、該開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向の光を入射して、該開口付き円柱部の内部に導く段差形成面を有し、
前記照明光案内部が、前記段差形成面からなることを特徴とする請求項１に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項４】
前記開口付き円柱部における前記先端部と前記後端部のいずれか一方は、該先端部と該後端部の間の肉厚が円周方向に沿って異なるように形成された螺旋面と、前記螺旋面と交差し該螺旋面上で段差を形成し、前記照明光供給手段の出射部から出射した光を入射して、該開口付き円柱部の内部に導く段差形成面を有し、
前記照明光案内部が、前記照明光供給手段の出射部から出射した光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向に反射して、前記段差形成面に入射させる第３の反射部からなることを特徴とする請求項１に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項５】
さらに、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲を覆う円筒形状のカバーガラスを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の全周囲照明光学部材。
【請求項６】
前記第２の反射部が、前記仮想線を境界として夫々異なる方向に傾斜する二つの反射面を有する、断面がＶ字形状の面からなることを特徴とする請求項２又は請求項２に従属する請求項５に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項７】
前記第２の反射部が、前記照明光供給手段の光軸上の仮想軸を中心として夫々異なる方向に傾斜する三つ以上の反射面を有する角錐形状の面からなることを特徴とする請求項２又は請求項２に従属する請求項５に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項８】
前記開口付き円柱部の前記外周面は、全周囲にわたり間隔をあけて複数形成された、断面が台形状の凸部を有し、
前記出射面が、前記断面が台形状の凸部におけるテーパ面からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項９】
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、該開口付き円柱部の該外周面における、前記仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって配置間隔が短くなっていることを特徴とする請求項２、６、７、８、請求項２に従属する請求項５のいずれかに記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１０】
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、該開口付き円柱部の該外周面における、前記仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって面積が大きくなっていることを特徴とする請求項２、６、７、８、請求項２に従属する請求項５のいずれかに記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１１】
前記第２の反射部が、前記照明光供給手段により前記開口付き円柱部の内部へ供給されて該開口付き円柱部の先端方向に進む光を、前記仮想線を境界とする二方向のうちのいずれか一方向に向けて反射する一つの反射面からなり、
前記開口付き円柱部の前記外周面は、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、前記全反射面に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部を有し、
前記出射面が、前記断面が略三角形状の凸部における前記二つの傾斜面のうち、前記全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面からなることを特徴とする請求項２、請求項２に従属する請求項５のいずれかに記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１２】
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、配置間隔が短くなっていることを特徴とする請求項１１に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１３】
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、面積が大きくなっていることを特徴とする請求項１１に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１４】
前記開口付き円柱部の前記外周面は、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、前記全反射面に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部を有し、
前記出射面が、前記断面が略三角形状の凸部における前記二つの傾斜面のうち、前記全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面からなることを特徴とする請求項３、４、請求項３又は４に従属する請求項５のいずれかに記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１５】
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記段差形成面から入射した光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該段差形成面から入射した光の該開口付き円柱部の内部における最初に入射する領域から離れるにしたがって、配置間隔が短くなっていることを特徴とする請求項１４に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１６】
前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記段差形成面から入射した光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該段差形成面から入射した光の該開口付き円柱部の内部における最初に入射する領域から離れるにしたがって、面積が大きくなっていることを特徴とする請求項１４に記載の全周囲照明光学部材。
【請求項１７】
照明光供給手段と、
請求項１〜１６のいずれかに記載の全周囲照明光学部材と、
を備えた内視鏡用全周囲照明光学系。
【請求項１８】
請求項１７に記載の全周囲照明光学系と前記開口付き円柱部の開口内に一部のレンズを有し、側方の全周囲にわたる観察対象を観察する対物光学系を内視鏡先端部に備えた全周囲観察用内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、管状の観察対象に対し、側方を全周囲にわたり観察する内視鏡において、側方の全周囲にわたる観察対象を照明するための全周囲照明光学部材、それを備えた内視鏡用全周囲照明光学系及び全周囲観察用内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、側方の全周囲にわたる観察対象を照明する技術としては、例えば、内面形状測定装置において、周方向に複数のスリットを有する筒状の外周部の内部に、発光素子（ＬＥＤ素子）を筒状の外周部の周方向に並べて複数配置し、全周囲に向けて計測用のスリット照明光を出射する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４９１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、内視鏡においては、内視鏡先端部の細径化が求められている。しかるに、特許文献１に記載のような発光素子を筒状の外周部の周方向に配置する構成では、周方向のスペースが大きくとられて内視鏡先端部の径が太くなってしまう。内視鏡先端部の細径化のためには、内視鏡先端部において偏心配置された照明光供給手段からの光を側方の全周囲に向けて出射させる構成が必要とされる。
【０００５】
しかし、内視鏡先端部において偏心配置された照明光供給手段により供給照明光を用いて側方の全周囲にわたる観察対象にほぼ均一に照明することが難しい。
上記構成において照明光を用いて側方の全周囲にわたる観察対象を照明する手法としては、内部が散乱性物質で満たされている光学部材を用いて照明光を拡散させることが考えられる。
しかし、内部が散乱性物質で満たされている光学部材を用いて側方の全周囲にわたる観察対象を均一に照明しようとすると、散乱光が観察対象以外の方向にも出射するため、光の利用効率が低下してしまう。
【０００６】
また、特許文献１に記載の全周囲に向けてスリット照明光を出射する構成は、被検物に投影されたスリット光の位置を検出することによって被検物の内面形状を求めるために、全周囲の被検物に対し照明光を照射する向きが、被検物で鏡面反射した照明光を観察系に入射させるものとなっている。しかし、照明光を管内面の形態の観察に用いる場合には、特許文献１に記載の構成では、鏡面反射した一部の強い光がハレーションを起こし、管内面の詳細な画像検査に支障を来たす虞がある。
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、上記従来の課題を解決するために提案されたものであり、管状の観察対象に対し、側方を全周囲にわたり観察する内視鏡において、偏心配置された照明光供給手段からの照明光を用いて側方の全周囲にわたる観察対象を、光の強度をほぼ均一に照明でき、かつ、光の利用効率が高く明るい照明を行うことができ、しかも、管内観察時における鏡面反射光が低減でき、ハレーションが生じ難く観察系で観察しやすい照明光を照射できる全周囲照明光学部材、それを備えた内視鏡用全周囲照明光学系及び全周囲観察用内視鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様による全周囲照明光学部材は、内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段からの光を該内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明する全周囲照明光学部材であって、透明媒質からなり、互いに同軸又は非同軸となる位置に夫々円筒形状に形成された内周面及び外周面並びに前記内周面と前記外周面とに夫々接する環状に形成された先端部及び後端部を有する開口付き円柱部と、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって交互に形成された、全反射面及び前記全反射面に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を、前記開口付き円柱部の外部へ、前記全反射面に対して斜め方向に出射する出射面と、前記開口付き円柱部の前記内周面、前記先端部及び前記後端部の全面に備えられた、前記開口付き円柱部の内部を通って前記内周面、前記先端部及び前記後端部へ入射した光を反射する第１の反射部と、前記照明光供給手段からの光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れるようにして、前記開口付き円柱部の内部へ供給させる照明光案内部と、を有する。
【０００９】
また、本発明の一態様による内視鏡用全周囲照明光学系は、照明光供給手段と、本発明の一態様による全周囲照明光学部材と、前記全周囲照明光学部材の周囲を覆う円筒形状のカバーガラスと、を備えている。
【００１０】
また、本発明の一態様による全周囲観察用内視鏡は、本発明の一態様による全周囲照明光学系と前記開口付き円柱部の開口内に一部のレンズを有し、側方の全周囲にわたる観察対象を観察する対物光学系を内視鏡先端部に備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、管状の観察対象に対し、側方を全周囲にわたり観察する内視鏡において、偏心配置された照明光供給手段からの照明光を用いて側方の全周囲にわたる観察対象を、光の強度をほぼ均一に照明でき、かつ、光の利用効率が高く明るい照明を行うことができ、しかも、管内観察時における鏡面反射光が低減でき、ハレーションが生じ難く観察系で観察しやすい照明光を照射できる全周囲照明光学部材、それを備えた内視鏡用全周囲照明光学系及び全周囲観察用内視鏡が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の各実施形態のいずれかの内視鏡用全周囲照明光学系を備えた全周囲観察用内視鏡の概略構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる全周囲照明光学部材の構成を示す図で、(a)は全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の外観を示す斜視図、(b)は全周囲照明光学部材を光の入射側から見た平面図である。
【図３】図２の全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す説明図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は下側から見た要部説明図である。
【図４】図３に示す全周囲照明光学部材に備わる出射面の機能を示す説明図で、(a)は全反射面で全反射され得る向きで出射面に入射した光の進行方向を模式的に示す図、(b)は全周囲照明光学部材の出射面から側方の全周囲にわたる観察対象に向けて出射し、観察対象で鏡面反射した光の進行方向を模式的に示す図、(c)は(b)の比較例として、照明光を全反射面に対してほぼ垂直に近い状態で出射させるように出射面を構成した全周囲照明光学部材における、観察対象で鏡面反射した光の進行方向を示す図である。
【図５】第１実施形態の比較例にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す説明図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は側方から見た要部説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の要部形状を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す説明図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は下側から見た要部説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成を光の入射側から見た平面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成を光の入射側から見た平面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。
【図１０】本発明のさらにその他の例の全周囲照明光学部材を概念的に示す説明図で、(a)はその一例における全周囲照明光学部材内の光の進行方向を示す図、(b)は他の例にかかる全周囲照明光学部材内の光の進行方向を示す図、(c)はさらに他の例にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成を概念的に示す斜視図、(d)は(c)に示す部材を照明光供給手段配置側から見た平面図、(e)は(d)に示す部材に照明光供給手段を配置した状態を示す平面図、(f)はさらに他の例にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成を概念的に示す図であって、照明光供給手段を配置した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下の実施形態で説明する構成の全てが、本発明における必須の構成要件であるとは限らない。
【００１４】
本発明の実施形態の全周囲照明光学部材は、内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段からの光を該内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明する全周囲照明光学部材であって、透明媒質からなり、互いに同軸又は非同軸となる位置に夫々円筒形状に形成された内周面及び外周面並びに前記内周面と前記外周面とに夫々接する環状に形成された先端部及び後端部を有する開口付き円柱部と、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって交互に形成された、全反射面及び前記全反射面に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を、前記開口付き円柱部の外部へ、前記全反射面に対して斜め方向に出射する出射面と、前記開口付き円柱部の前記内周面、前記先端部及び前記後端部の全面に備えられた、前記開口付き円柱部の内部を通って前記内周面、前記先端部及び前記後端部へ入射した光を反射する第１の反射部と、前記照明光供給手段からの光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れるようにして、前記開口付き円柱部の内部へ供給させる照明光案内部と、を有する。
【００１５】
本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、透明媒質からなり、互いに同軸又は非同軸となる位置に夫々円筒形状に形成された内周面及び外周面並びに内周面と外周面とに夫々接する環状に形成された先端部及び後端部を有する開口付き円柱部を有すれば、内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段からの光を、開口付き円柱部の内部を伝搬させることによって、内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明することができるようになる。
【００１６】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって交互に形成された、全反射面及び全反射面に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を、開口付き円柱部の外部へ出射する出射面を有すれば、内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段からの光が開口付き円柱部の内部に偏った位置から入射しても、照明光供給手段からの入射光を、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れるようにして、開口付き円柱部の内部へ供給させたときに、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって夫々形成された全反射面の反射作用を繰り返すことで、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって光を拡散しながら側方の全周囲に向けて観察対象に対し照明を行うことができる。
また、全反射面及び出射面を開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって交互に形成すれば、内視鏡先端部に偏心配置されたライトガイドからの光の入射位置近傍の外周面から多くの光が出射することなく、一定量の光を開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたり出射させやすくなる。その結果、内視鏡先端部側方の全周囲に向けて均一な光量の照明を行うことができるようになる。
また、出射面を、全反射面に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を、開口付き円柱部の外部へ、全反射面に対して斜め方向に出射するように形成すれば、出射面から出射する光は、側方の全周囲にわたる観察対象に対し斜めに照射する光となり、観察対象からの鏡面反射光は内視鏡の側方観察系の入射端を外れやすくなる。その結果、管内観察時における鏡面反射光が低減でき観察系で観察しやすい照明光を照射できるようになる。
この点に関し、さらに補足説明する。本発明の実施形態の全周囲照明光学部材は、側方の全周囲にわたる観察対象を観察する内視鏡に適用されることを前提とするものである。側方の全周囲にわたる観察対象を観察する内視鏡においては、観察系は、側方の全周囲にわたる観察対象からの光を入射し、観察像として結像させる。一方、照明系は、観察対象に対し斜め方向から照明を行う。ここで、観察対象で鏡面反射した照明光が観察系に入射すると、一部の強い光がハレーションを起こし、管内面の詳細な画像検査に支障を来たす虞がある。しかるに、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように出射面を構成すれば、側方の全周囲にわたって観察対象に対し斜照明を行うことができるので、観察対象で鏡面反射した照明光が観察系に入射せず、ハレーションの少ない観察画像を得ることができ、管内面の詳細な画像検査を行い易くなる。
【００１７】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のようにすれば、内部が散乱性物質で満たされている光学部材を用いた構成とは異なり、観察対象以外の方向に出射する散乱光が生じないため、その分、光の利用効率が高くなる。
【００１８】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、前記開口付き円柱部の前記内周面、前記先端部及び前記後端部の全面に備えられた、前記開口付き円柱部の内部を通って前記内周面、前記先端部及び前記後端部へ入射した光を反射する第１の反射部を有すれば、照明光供給手段からの入射光を、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れるようにして、開口付き円柱部の内部へ供給させたときに、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって夫々形成された全反射面と第１の反射部との反射作用を繰り返すことで、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって光を拡散しながら側方の全周囲に向けて観察対象に対し照明を行うことができる。また、内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段からの光を、開口付き円柱部の内周面、先端部及び後端部から漏れ出させることなく、外周面に向けることができる。その結果、内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明光量のロスが少なく高効率で明るい照明を行うことができるようになる。
【００１９】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、前記照明光供給手段からの光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れるようにして、前記開口付き円柱部の内部へ供給させる照明光案内部を有すれば、開口付き円柱部の内部へ供給された光を、照明光供給手段からの照明光供給位置近傍領域の内周面や外周面に対する光の入射角度を鈍角にして外周面における当該領域から開口付き円柱部の外部へ出射する光の割合を抑えながら、開口付き円柱部の全周囲にわたり光を伝搬させる方向に偏向できる。
【００２０】
このため、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のようにすれば、管状の観察対象に対し、側方を全周囲にわたり観察する内視鏡において、偏心配置された照明光供給手段からの照明光を用いて側方の全周囲にわたる観察対象を、光の強度をほぼ均一に照明でき、かつ、光の利用効率が高く明るい照明を行うことができ、しかも、管内観察時における鏡面反射光が低減でき、ハレーションが生じ難く観察系で観察しやすい照明光を照射できる。
なお、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材における、内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段は、照明光源からの光を導光するライトガイド等の導光部材でも良いし、あるいはＬＥＤ等の照明光源であっても良い。
【００２１】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記照明光案内部が、前記開口付き円柱部の前記先端部における前記照明光供給手段の出射部に対向する領域を含む所定領域に形成されていて、前記照明光供給手段により前記開口付き円柱部の内部へ供給され該開口付き円柱部の先端部側方向に進む光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向に反射する第２の反射部からなる。
あるいは、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部における前記先端部と前記後端部のいずれか一方は、該先端部と該後端部の間の肉厚が円周方向に沿って異なるように形成された螺旋面と、前記螺旋面と交差し該螺旋面上で段差を形成し、前記照明光供給手段の出射部から出射した、該開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向の光を入射して、該開口付き円柱部の内部に導く段差形成面を有し、前記照明光案内部が、前記段差形成面からなる。
あるいは、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部における前記先端部と前記後端部のいずれか一方は、該先端部と該後端部の間の肉厚が円周方向に沿って異なるように形成された螺旋面と、前記螺旋面と交差し該螺旋面上で段差を形成し、前記照明光供給手段の出射部から出射した光を入射して、該開口付き円柱部の内部に導く段差形成面を有し、前記照明光案内部が、前記照明光供給手段の出射部から出射した光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向に反射して、前記段差形成面に入射させる第３の反射部からなる。
【００２２】
これらのようにすれば、照明光案内部による、開口付き円柱部の内部へ供給された光を、照明光供給手段からの照明光供給位置近傍領域の内周面や外周面に対する光の入射角度を鈍角にして外周面における当該領域から開口付き円柱部の外部へ出射する光の割合を抑えながら、開口付き円柱部の全周囲にわたり光を伝搬させる方向に偏向できる効果を具現化できる。
【００２３】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、さらに、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲を覆う円筒形状のカバーガラスを有する。
前方を観察する通常の内視鏡では、内視鏡先端部の側面は金属製の鏡筒で覆われているが、側方の全周囲を観察する内視鏡においては、金属製の鏡筒で側方を覆うと観察できない。しかし、むき出しの状態で開口付き円柱部を内視鏡先端部に備えた場合、観察対象に開口付き円柱部が接触し、開口付き円柱部の外周面に水分が付着することで、外周面の全反射条件が変化してしまい、側方の全周囲にわたる照明に悪影響を及ぼす虞がある。
しかるに、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、円筒形状のカバーガラスで開口付き円柱部の外周面の全周囲を覆うようにすれば、開口付き円柱部の外周面に形成された全反射面と円筒形状のカバーガラスとの間に空気層を確保でき、開口付き円柱部の外周面における全反射面での全反射条件を保持できる。
また、全周囲側方観察を行う場合、観察対象の面等、内視鏡先端部の外側に位置する物体に円筒形状のカバーガラスが直接的に接触する機会が多く、傷が付きやすい。
しかるに、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、円筒形状のカバーガラスの材質をサファイアで構成すれば、内視鏡先端部の外側に位置する物体との接触による傷の発生を防ぐことができる。
【００２４】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記第２の反射部が、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界として夫々異なる方向に傾斜する二つの反射面を有する、断面がＶ字形状の面からなる。
このようにすれば、導光部材により開口付き円柱部の内部に偏った位置から入射した光が、第２の反射部を構成する夫々の反射面により、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる二方向に反射させられ、夫々の反射面で反射した夫々の光が、均一な光量に分けられて開口付き円柱部の内周面と外周面との間を全周囲にわたり夫々異なる向きで伝搬していく。また、夫々の反射面で反射した夫々の光の開口付き円柱部の内周面や外周面に入射する角度を鈍角にすることができるため、開口付き円柱部における、導光部材からの光の入射位置近傍での外周面に入射する光の全反射面で全反射しないで外部に出射する光量を抑えることができ、その結果、全周囲にわたり均一な光を伝搬させ易くなる。
【００２５】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記第２の反射部が、前記照明光供給手段の光軸上の仮想軸を中心として夫々異なる方向に傾斜する三つ以上の反射面を有する角錐形状の面からなる。
このようにすれば、夫々の反射面で、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる三つ以上の方向に反射させられる、夫々の光の開口付き円柱部の内周面や外周面に入射する角度を鈍角にしながら、多方向に均一な光量に分けて開口付き円柱部の内周面と外周面との間を全周囲にわたり夫々異なる向きで伝搬させることができ、全周囲にわたり、より均一な光を伝搬させ易くなる。
【００２６】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面は、全周囲にわたり間隔をあけて複数形成された、断面が台形状の凸部を有し、前記出射面が、前記断面が台形状の凸部におけるテーパ面からなる。
このようにすれば、第２の反射部を構成する夫々の反射面により、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる複数方向に反射させられ、開口付き円柱部の内周面と外周面との間を全周囲にわたり夫々異なる向きで伝搬していく夫々の光を、台形状の凸部に形成された夫々のテーパ面で、臨界角よりも小さい角度で入射させて出射することができる。その結果、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたり均一な光を出射させることができる。
【００２７】
また、第２の反射部が複数の反射面からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、該開口付き円柱部の該外周面における、該開口付き円柱部の該内周面の円筒形状及び該外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって配置間隔が短くなっている。
【００２８】
開口付き円柱部の外周面における、第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域には、大量の光が入射するため、出射する光量も大きくなり易い。また、開口付き円柱部の外周面は、第２の反射部により反射させられる光が開口付き円柱部の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、それまでの外周面から抜け出た光量分、入射する光量が少なくなるため、その分、出射する光量も少なくなり易い。
しかるに、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって形成される個々の出射面の配置間隔を、開口付き円柱部の外周面における、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、第２の反射部により反射させられる光が開口付き円柱部の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって短くなるようにすれば、上記仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、開口付き円柱部の外周面における、入射光量の多い領域からの光の出射頻度を抑え、入射光量の少ない領域からの光の出射頻度を増やすことができる。その結果、上記仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域にわたる出射光の光量を均一化し、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００２９】
また、第２の反射部が複数の反射面からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、該開口付き円柱部の該外周面における、該開口付き円柱部の該内周面の円筒形状及び該外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって面積が大きくなっている。
このようにすると、上記仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、開口付き円柱部の外周面における、入射光量の多い領域からの出射光量を抑え、入射光量の少ない領域からの出射光量を増やすことができる。その結果、上記仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域にわたる出射光の光量を均一化し、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００３０】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記第２の反射部が、前記照明光供給手段により前記開口付き円柱部の内部へ供給されて該開口付き円柱部の先端方向に進む光を、前記開口付き円柱部の前記内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界とする二方向のうちのいずれか一方向に向けて反射する一つの反射面からなり、前記開口付き円柱部の前記外周面は、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、前記全反射面に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部を有し、前記出射面が、前記断面が略三角形状の凸部における前記二つの傾斜面のうち、前記全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面からなる。
【００３１】
本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、第２の反射部を、照明光供給手段により開口付き円柱部の内部へ供給されて開口付き円柱部の先端方向に進む光を、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び前記外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界とする二方向のうちのいずれか一方向に向けて反射する一つの反射面で構成すれば、第２の反射部を構成する一つの反射面で、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる一方向に反射させられる、光の開口付き円柱部の内周面や外周面に入射する角度を鈍角にすることができるため、開口付き円柱部における、導光部材からの光の入射位置近傍での外周面に入射する光の全反射面で全反射しないで外部に出射する光量を抑えることができ、その結果、全周囲にわたり均一な光を伝搬させ易くなる。
【００３２】
また、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、開口付き円柱部の外周面を、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、全反射面に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部を有する構成とし、出射面を、断面が略三角形状の凸部における二つの傾斜面のうち、全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面で構成すれば、第２の反射部を構成する一つの反射面により、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる一方向に反射させられ、開口付き円柱部の内周面と外周面との間を全周囲にわたり一つの向きで伝搬していく光を、全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面で、臨界角よりも小さい角度で入射させて出射することができる。
【００３３】
また、第２の反射部が一つの反射面からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、配置間隔が短くなっている。
【００３４】
開口付き円柱部の外周面における、第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域には、大量の光が入射するため、出射する光量も大きくなり易い。また、開口付き円柱部の外周面は、第２の反射部により反射させられる光が開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、それまでの外周面から抜け出た光量分、入射する光量が少なくなるため、その分、出射する光量も少なくなり易い。
しかるに、本発明の実施形態の全周囲照明光学部材のように、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたって形成される個々の出射面の配置間隔を、第２の反射部により反射させられる光が開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって短くなるようにすれば、開口付き円柱部の外周面における、入射光量の多い領域からの光の出射頻度を抑え、入射光量の少ない領域からの光の出射頻度を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００３５】
また、第２の反射部が一つの反射面からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記第２の反射部により反射させられる光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該第２の反射部により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって面積が大きくなっている。
このようにすると、開口付き円柱部の外周面における、入射光量の多い領域からの出射光量を抑え、入射光量の少ない領域からの出射光量を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００３６】
また、照明光案内部が、段差形成面又は段差形成面に入射させる第３の反射部からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面は、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、前記全反射面に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部を有し、前記出射面が、前記断面が略三角形状の凸部における前記二つの傾斜面のうち、前記全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面からなる。
このようにすれば、段差形成面から入射して、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる一方向に供給され、開口付き円柱部の内周面と外周面との間を全周囲にわたり一つの向きで伝搬していく光を、全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面で、臨界角よりも小さい角度で入射させて出射することができる。
【００３７】
また、照明光案内部が、段差形成面又は段差形成面に入射させる第３の反射部からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記段差形成面から入射した光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該段差形成面から入射した光の該開口付き円柱部の内部における最初に入射する領域から離れるにしたがって、配置間隔が短くなっている。
このようにすれば、開口付き円柱部の外周面における、入射光量の多い領域からの光の出射頻度を抑え、入射光量の少ない領域からの光の出射頻度を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００３８】
また、照明光案内部が、段差形成面又は段差形成面に入射させる第３の反射部からなる本発明の実施形態の全周囲照明光学部材においては、好ましくは、前記開口付き円柱部の前記外周面の全周囲にわたって形成される個々の前記出射面は、前記段差形成面から入射した光が前記開口付き円柱部の内部を伝搬していく方向に沿って、該段差形成面から入射した光の該開口付き円柱部の内部における最初に入射する領域から離れるにしたがって、面積が大きくなっている。
このようにすれば、開口付き円柱部の外周面における、入射光量の多い領域からの出射光量を抑え、入射光量の少ない領域からの出射光量を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００３９】
そして、内視鏡用全周囲照明光学系を、照明光供給手段と、上述した本発明のいずれかの実施形態の全周囲照明光学部材とを備えた構成とすれば、上述した本発明の実施形態の全周囲照明光学部材による効果を備えた内視鏡用全周囲照明光学系が実現できる。
【００４０】
また、全周囲観察用内視鏡を、上述した本発明のいずれかの実施形態の全周囲照明光学部材と開口付き円柱部の開口内に一部のレンズを有し、側方の全周囲にわたる観察対象を観察する対物光学系を内視鏡先端部に備えた構成とすれば、上述した本発明の実施形態の全周囲照明光学部材による効果を備えた全周囲観察用内視鏡が実現できる。
【００４１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は本発明の各実施形態のいずれかの全周囲照明光学部材を備えた内視鏡用全周囲照明光学系及び全周囲観察用内視鏡の概略構成の一例を示す説明図である。
図１の全周囲観察用内視鏡１は、側方の全周囲にわたる観察対象を観察する観察光学系４と、側方の全周囲にわたる観察対象を照明する全周囲照明光学系２０を有している。
観察光学系４は、対物光学系２と、撮像光学系３とで構成されている。
図１の例では対物光学系２は、物体側から順に、円筒形状のサファイア製カバーガラス２ａ、レンズ２ｂ、レンズ２ｃ，２ｄ、カバーガラス２ｅ等を有している。撮像光学系３は、カバーガラス３ａ、レンズ３ｂ，３ｃからなる結像光学系、撮像素子３ｄ等を有している。レンズ２ｂは、カバーガラス２ａを経て入射した側方全周囲の光を２回反射することにより内視鏡の長手方向に偏向する。
全周囲照明光学系２０は、光源側から順に、図示しない光源と、ライトガイド２１と、カバーガラス２２と、本発明の各実施形態のいずれかの全周囲照明光学部材１０を有している。図１中、１５は、全周囲照明光学部材１０を構成する一部材をなす後述する開口付き円柱部１１の内部へライトガイド２１からの光を導光するロッド棒等の導光部材、１８はハウジング、１９は全周囲照明光学部材１０を構成する一部材をなす円筒形状のサファイア製カバーガラスである。図１の例では、ハウジング１８は、その先端部外周で円筒形状のサファイア製カバーガラス２ａ、先端面でレンズ２ｂ、内部にレンズ２ｃ，２ｄ、カバーガラス２ｅを夫々保持するとともに、レンズ２ｃ，２ｄを保持する部位の外周で開口付き円柱部１１と、導光部材１５を保持している。また、図１の例のライトガイド２１、導光部材１５は、本発明における照明光供給手段をなし、内視鏡先端部において偏心配置されている。導光部材１５は、ライトガイド２１を備える内視鏡先端部に取り付けられるアダプタにおける、ハウジング１８に備わる開口付き円柱部１１からハウジング１８のライトガイド２２側端面までの隙間を埋めるために、ライトガイド２１と開口付き円柱部１１との間に配置されている。
【００４３】
このような構成により、全周囲観察用内視鏡１は、全周囲照明光学系２０を介して、側方の全周囲にわたる観察対象を照明しながら、観察光学系４を介して、側方の全周囲にわたる観察対象の像を取得する。
より詳しくは、図示しない照明光源からの光は、ライトガイド２１、カバーガラス２２を経て、導光部材１５に入射し、導光部材１５を介して開口付き円柱部１１の内部に導光される。開口付き円柱部１１の内部に導光された光は、開口付き円柱部１１の外周面から出射し、カバーガラス１９を経て、側方の全周囲にわたる観察対象を斜め方向から照明する。
全周囲照明光学系２０により斜め方向から照明された側方の全周囲にわたる観察対象からの光は、カバーガラス２ａを経てレンズ２ｂに入射する。レンズ２ｂに入射した光は、入射レンズ２ｂを介して２回反射することにより内視鏡の長手方向に偏向されて出射し、レンズ２ｃ，２ｄ、カバーガラス２ｅを経て、カバーガラス３ａに入射する。カバーガラス３ａに入射した光は、レンズ３ｂ，３ｃを経て撮像素子３の撮像面に結像する。撮像素子３は結像した側方の全周囲にわたる観察対象の像を撮像する。
なお、図１の内視鏡において、レンズ２ｂは中央領域において前方の観察対象からの像を観察できるように構成されていてもよい。その場合は、撮像光学系３を介して、中央に前方の観察対象の像、その周囲に側方の全周囲にわたる観察対象の像が得られる。
【００４４】
第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態にかかる全周囲照明光学部材の構成を示す図で、(a)は全周囲照明光学部材における円筒形状のカバーガラスの内側に位置する部材の外観を示す斜視図、(b)は全周囲照明光学部材を光の入射側から見た平面図である。図３は図２の全周囲照明光学部材における円筒形状のカバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す説明図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は下側から見た要部説明図である。図４は図３に示す全周囲照明光学部材に備わる出射面の機能を示す説明図で、(a)は全反射面で全反射され得る向きで出射面に入射した光の進行方向を模式的に示す図、(b)は全周囲照明光学部材の出射面から側方の全周囲にわたる観察対象に向けて出射し、観察対象で鏡面反射した光の進行方向を模式的に示す図、(c)は(b)の比較例として、照明光を全反射面に対してほぼ垂直に近い状態で出射させるように外周面を構成した全周囲照明光学部材における、観察対象で鏡面反射した光の進行方向を示す図である。
【００４５】
第１実施形態の全周囲照明光学部材１０は、図２及び図３に示すように、開口付き円柱部１１と、第１の反射部１２と、全反射面１３と、出射面１４ａと、第２の反射部１６と、円筒形状のカバーガラス１９と、を有する。なお、図２及び図３において、１５は例えば図１に示すライトガイド２２からの光を開口付き円柱部１１の内部へ導光するロッド棒等の導光部材である。
開口付き円柱部１１は、透明媒質からなり、内周面１１ａと、外周面１１ｂと、先端部１１ｃと、後端部１１ｄと、を有する。
内周面１１ａ及び外周面１１ｂは、互いに同軸又は非同軸となる位置に夫々円筒形状に形成されている。図２及び図３の例では、内周面１１ａ及び外周面１１ｂが、互いに非同軸となる位置に形成されており、内周面１１ａを形成する円筒形状内側の開口は、外周面１１ｂを形成する円筒形状に対して偏心している。
先端部１１ｃ及び後端部１１ｄは、内周面１１ａと外周面１１ｂとに夫々接する環状に形成されている。
また、開口付き円柱部１１における内周面１１ａを形成する円筒形状内側の開口は、図１に示すような、対物光学系の一部のレンズを配置可能な大きさを有している。
第１の反射部１２は、開口付き円柱部１１の内周面１１ａ、先端部１１ｃ及び後端部１１ｄの全面に備えられた反射膜で構成されている。なお、第１の反射部１２は、図１に示す開口付き円柱部１１を収納するハウジング１８における、開口付き円柱部１１の内周面１１ａ、先端部１１ｃ及び後端部１１ｄと接する反射面で構成してもよい。そして、第１の反射部１２は、開口付き円柱部１１の内部を通って内周面１１ａ、先端部１１ｃ及び後端部１１ｄへ入射した光を反射する。
【００４６】
全反射面１３及び出射面１４ａは、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲にわたって交互に形成されている。
詳しくは、外周面１１ｂは、全周囲にわたり間隔をあけて複数形成された、断面が台形状の凸部１４を有している。
出射面１４ａは、断面が台形状の凸部１４におけるテーパ面で構成されており、例えば、図４(a)に示すように、全反射面１３に入射した場合には全反射させられうる向き（図４(a)では、向きａ）で入射した一部の光を、開口付き円柱部１１の外部へ、全反射面１３に対して斜め方向に出射する。なお、図４(a)では便宜上、図３における矢印Ａ方向の向きで開口付き円柱部１１の内部を伝搬しながら、図４(a)における右側のテーパ面１４ａに入射する光について示したが、図３における矢印Ｂ方向の向きで開口付き円柱部１１の内部を伝搬しながら図４における左側のテーパ面１４ａに入射する光については、図４(a)における左側のテーパ面１４ａが、上記と同様に開口付き円柱部１１の外部へ、全反射面１３に対して斜め方向に出射する。なお、ここでの「全反射面に対して斜め方向」とは、図４(b)に示すように、全周囲照明光学部材１０から管状の観察対象に向けて出射し、観察対象の内周面で鏡面反射した光が、図１に示す観察光学系４の対物光学系２から逸れる程度に、全反射面１３に対して傾斜のついた方向を意味している。
円筒形状のサファイア製カバーガラス１９は、図２(b)に示すように、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲を覆うように構成されており、開口付き円柱部１１の外周面に形成された全反射面との間に空気層を確保している。
導光部材１５は、開口付き円柱部１１の後端部１１ｄにおける一部の領域に、開口付き円柱部１１の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸Ｏ１，Ｏ２を通る仮想線Ｌ１にその光軸Ｏ３が接するようにして設けられ、外周を反射部材で覆われている。
第２の反射部１６は、本発明における照明光案内部に相当し、図３(a)、図３(b)に示すように、開口付き円柱部１１の先端部１１ｃにおける導光部材１５の出射面に対向する領域を含む所定領域に形成された、仮想線Ｌ１を境界として夫々異なる方向（図３(a)における左右方向）に傾斜する二つの反射面１６ａ，１６ｂを有する、断面がＶ字形状の面で構成されている。
そして、第２の反射部１６は、導光部材１５により開口付き円柱部１１の内部へ導光され開口付き円柱部１１の先端方向に進んで入射した光を二つの反射面１６ａ，１６ｂにより夫々仮想線Ｌ１の向きから逸れる二方向に反射する。
【００４７】
このように構成された第１実施形態の全周囲照明光学部材１０を用いた側方の全周囲にわたる観察対象の照明は次のようにして行われる。
図１に示すライトガイド２１からの光は、導光部材１５を通り、開口付き円柱部１１の内部に導光される。開口付き円柱部１１の内部へ導光され開口付き円柱部１１の先端方向に進んで入射した光は、二つの反射面１６ａ，１６ｂにより夫々仮想線Ｌ１の向きから逸れる二方向（図３(a)における左右方向）に反射させられる。反射面１６ａ，１６ｂにより夫々仮想線Ｌ１の向きから逸れる二方向に反射させられた夫々の光は、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂと、内周面１１ａとの間で反射を繰り返しながら、第２の反射部１６により反射させられる光の最初に入射する領域から離れる方向（図３の例では矢印Ａ方向と、矢印Ｂ方向の回転方向）に開口付き円柱部１１の内部を伝搬して行く。その過程において、外周面１１ｂに形成された夫々の全反射面１３に臨界角より小さな角度で入射した光は、当該全反射面１３から開口付き円柱部１１の外部へ出射し、臨界角より大きな角度で入射した光は、当該全反射面１３で反射させられる。また、外周面１１ｂに形成された夫々の出射面１４ａに、全反射面１３に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光は、出射面１４ａから開口付き円柱部１１の外部へ、全反射面１３に対して斜め方向に出射する。
これにより、開口付き円柱部１１の側方から全周囲にわたって、大部分の照明光が外周面１１ｂに対して斜め方向に出射することになる。開口付き円柱部１１から出射した大部分の照明光は、円筒形状のサファイア製カバーガラス１９を経て、観察対象を斜め方向から照明する。
【００４８】
第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、透明媒質からなり、互いに同軸又は非同軸となる位置に夫々円筒形状に形成された内周面１１ａ及び外周面１１ｂ並びに内周面１１ａと外周面１１ｂとに夫々接する環状に形成された先端部１１ｃ及び後端部１１ｄを有する開口付き円柱部１１を有したので、図１に示す内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段（ライトガイド２１、導光部材１５）からの光を開口付き円柱部１１の内部を伝搬させることによって、内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明することができる。
【００４９】
また、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、開口付き円柱部１１の内周面１１ａ、先端部１１ｃ及び後端部１１ｄの全面に備えられた、開口付き円柱部１１の内部を通って内周面１１ａ、先端部１１ｃ及び後端部１１ｄへ入射した光を反射する第１の反射部１２を有したので、図１に示す内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段（ライトガイド２１、導光部材１５）からの光を、開口付き円柱部１１の内周面１１ａ、先端部１１ｃ及び後端部１１ｄから漏れ出させることなく、外周面１１ｂに向けることができる。その結果、内視鏡先端部側方の全周囲に向けて照明光量のロスが少なく高効率で明るい照明を行うことができるようになる。
【００５０】
また、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲にわたって交互に形成された、全反射面１３及び全反射面１３に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を、開口付き円柱部１１の外部へ出射する出射面１４ａを有したので、図１に示す内視鏡先端部に偏心配置された照明光供給手段（ライトガイド２１、導光部材１５）からの光が開口付き円柱部１１の内部に偏った位置から入射しても、全反射面１３と第１の反射部１２との反射作用を繰り返すことで、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲にわたって光を拡散しながら側方の全周囲に向けて観察対象に対し照明を行うことができる。
また、全反射面１３及び出射面１４ａを開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲にわたって交互に形成したので、図１に示す内視鏡先端部に偏心配置されたライトガイド２１からの光の入射位置近傍の外周面１１ｂから多くの光が出射することなく、一定量の光を開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲にわたり出射させやすくなる。その結果、内視鏡先端部側方の全周囲に向けて均一な光量の照明を行うことができるようになる。
また、出射面１４ａを、全反射面１３に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光を開口付き円柱部１１の外部へ、全反射面に対して斜め方向に出射するように形成したので、出射面１４ａから出射する光は、側方の全周囲にわたる観察対象に対し斜めに照射する光となり、図４(b)に示すように、観察対象からの鏡面反射光は内視鏡の側方観察系の入射端（例えば、図１の内視鏡における観察光学系４を構成する対物光学系２の円筒形状のサファイア製カバーガラス２ａ）を外れやすくなる。その結果、管内観察時における鏡面反射光が低減でき、ハレーションが生じ難く観察系で観察しやすい照明光を照射できるようになる。
図１に一例を示したように、本発明の各実施形態の全周囲照明光学部材は、側方の全周囲にわたる観察対象を観察する内視鏡に適用されることを前提とするものである。側方の全周囲にわたる観察対象を観察する内視鏡においては、観察系は、側方の全周囲にわたる観察対象からの光を入射し、観察像として結像させる。一方、照明系は、観察対象に対し斜め方向から照明を行う。ここで、比較例として図４(c)に示すように、観察対象で鏡面反射した照明光が観察系に入射するように外周面を構成した場合、一部の強い光がハレーションを起こし、管内面の詳細な画像検査に支障を来たす虞がある。しかるに、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０のように出射面１３を構成すれば、側方の全周囲にわたって観察対象に対し斜照明を行うことができるので、図４(b)に示すように、観察対象で鏡面反射した照明光が観察系に入射せず、ハレーションの少ない観察画像を得ることができ、管内面の詳細な画像検査を行い易くなる。
【００５１】
また、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、開口付き円柱部１１の先端部１１ｃにおける照明光供給手段の出射部（導光部材１５の出射面）に対向する領域を含む所定領域に形成された、導光部材１５により開口付き円柱部１１の内部へ導光され開口付き円柱部１１の先端方向に進んで入射した光を仮想線Ｌ１の向きから逸れる方向に反射する第２の反射部１６を有したので、導光部材１５により開口付き円柱部１１の内部に導光された光を、導光部材１５からの導光位置近傍の内周面１１ａや外周面１１ｂに対する光の入射角度を鈍角にして外周面１１ｂにおける当該領域から開口付き円柱部１１の外部へ出射する光の割合を抑えながら、開口付き円柱部１１の全周囲にわたり光を伝搬させる方向に偏向できる。
【００５２】
また、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、第２の反射部１６を、仮想線Ｌ１を境界として夫々異なる方向に傾斜する二つの反射面１６ａ，１６ｂを有する、断面がＶ字形状の面で構成したので、導光部材１５により開口付き円柱部１１の内部に偏った位置から入射した光が、第２の反射部１６を構成する夫々の反射面１６ａ，１６ｂにより、仮想線Ｌ１の向きから逸れる二方向に反射させられ、夫々の反射面１６ａ，１６ｂで反射した夫々の光が、均一な光量に分けられて開口付き円柱部の内周面１１ａと外周面１１ｂとの間を全周囲にわたり夫々異なる向きで伝搬していく。また、夫々の反射面１６ａ，１６ｂで反射した夫々の光の開口付き円柱部１１の内周面１１ａや外周面１１ｂに入射する角度を鈍角にすることができるため、開口付き円柱部１１における、導光部材１５からの光の入射位置近傍での外周面１１ｂに入射する光の全反射面１３で全反射しないで外部に出射する光量を抑えることができ、その結果、全周囲にわたり均一な光を伝搬させ易くなる。
【００５３】
このため、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、管状の観察対象に対し、側方を全周囲にわたり観察する内視鏡において、図１に示すような偏心配置されたライトガイド２１からの照明光を用いて側方の全周囲にわたる観察対象を、光の強度をほぼ均一に照明でき、かつ、光の利用効率が高く明るい照明を行うことができ、しかも、管内観察時における鏡面反射光が低減でき、ハレーションが生じ難く観察系で観察しやすい照明光を照射できる。
【００５４】
また、第１実施形態の全周囲照明光学部材１０によれば、円筒形状のカバーガラス１９で開口付き円柱部１１の外周面１１ｂの全周囲を覆うようにしたので、観察対象に開口付き円柱部１１が接触し、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂに水分が付着することを防止できる。その結果、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂに形成された全反射面１３と円筒形状のカバーガラス１９との間に空気層を確保でき、開口付き円柱部１１の外周面１１ｂにおける全反射面１３での全反射条件を保持できる。また、円筒形状のカバーガラス１９の材質をサファイアで構成したので、内視鏡先端部の外側に位置する物体との接触による傷の発生を防ぐことができる。
【００５５】
比較例
図５は第１実施形態の比較例にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す説明図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は側方から見た要部説明図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
比較例の全周囲照明光学部材１０’では、第２の反射部１６’は、図５(a)、図５(b)に示すように、開口付き円柱部１１’の先端部１１ｃにおける導光部材１５の出射面に対向する領域を含む所定領域に形成された、開口付き円柱部１１’の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸Ｏ１，Ｏ２を通る仮想線Ｌ１に対して垂直であり、且つ導光部材１５の光軸Ｏ３を通る仮想線Ｌ２を境界として夫々異なる方向（図５(a)における上下方向）に傾斜する二つの反射面１６ａ’，１６ｂ’を有する、断面がＶ字形状の面で構成されている。
【００５７】
比較例の全周囲照明光学部材１０’では、開口付き円柱部１１’の内部へ導光され開口付き円柱部１１’の先端方向に進んで入射した光は、二つの反射面１６ａ’，１６ｂ’により夫々仮想線Ｌ１の向きに沿った二方向に反射させられ、夫々内周面１１ａ又は外周面１１ｂに対し、小さな入射角度で入射する。そして、外周面１１ｂに対し小さな入射角度で入射した光は、全反射面１３から開口付き円柱部１１’の外部へ出射する。また、内周面１１ａに入射した光は反射させられ、小さな入射角度で全反射面１３に入射し、全反射面１３から開口付き円柱部１１’の外部へ、全反射面１３に対してほぼ垂直な方向に出射する。開口付き円柱部１１’から出射した大部分の照明光は、円筒形状のサファイア製カバーガラス（図５では図示省略）を経て、観察対象をほぼ垂直に近い向きで照明する。
このため、比較例の全周囲照明光学部材１０’では、外周面１１ｂにおける、導光部材１５からの導光位置近傍領域から開口付き円柱部１１’の外部へ出射する光の割合が非常に高くなり、全周囲にわたり均一な光を照明することができない。しかも、全周囲照明光学部材１０’では、図５(a)に示すように、大部分の照明光が全反射面１３に対しほぼ垂直な方向に出射し、観察対象をほぼ垂直に近い向きで照明するため、図４(c)に示したように、観察対象に対し鏡面反射した大部分の照明光が、観察系に入射する。その結果、一部の強い光がハレーションを起こし、管内面の詳細な画像検査に支障を来たす虞がある。
【００５８】
第２実施形態
図６は本発明の第２実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の要部形状を示す斜視図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５９】
第２実施形態の全周囲照明光学部材１０”では、第２の反射部１６”が、導光部材１５の光軸Ｏ３上の仮想軸を中心として夫々異なる四方向に傾斜する四つ反射面１６ａ”，１６ｂ”，１６ｃ”，１６ｄ”を有する四角錐形状の面で構成されている。
その他の構成は、図２及び図３に示した第１実施形態の全周囲照明光学部材１０と略同じである。
【００６０】
第２実施形態の全周囲照明光学部材１０”によれば、夫々の反射面１６ａ”，１６ｂ”，１６ｃ”，１６ｄ”で、開口付き円柱部１１”の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸Ｏ１，Ｏ２を通る仮想線Ｌ１の向きから逸れる四方向に反射させられる、夫々の光の開口付き円柱部１１”の内周面１１ａや外周面１１ｂに入射する角度を鈍角にしながら、多方向に均一な光量に分けて開口付き円柱部１１”の内周面１１ａと外周面１１ｂとの間を全周囲にわたり夫々異なる向きで伝搬させることができ、全周囲にわたり、より均一な光を伝搬させ易くなる。
その他の作用効果は、図２及び図３に示した第１実施形態の全周囲照明光学部材１０と略同じである。
なお、第２の反射部１６”は、光軸Ｏ３上の仮想軸を中心として夫々異なる方向に傾斜する三つ以上の反射面を有する角錐形状の面であれば、どのような角錐形状の面でもよく、例えば、三角錐形状、五角錐形状又は六角錐形状の面で構成されていてもよい。
【００６１】
第３実施形態
図７は本発明の第３実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成と照明光供給手段からの光を全周囲に拡散して照明する作用を併せて示す説明図で、(a)は光の入射側から見た平面図、(b)は下側から見た要部説明図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
第３実施形態の全周囲照明光学部材１０”’では、第２の反射部１６”’は、導光部材１５により開口付き円柱部１１”’の内部へ導光されて開口付き円柱部１１”’の先端方向に進む光を、開口付き円柱部１１”’の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸を通る仮想線を境界とする二方向（図７(a)における左右方向）のうちのいずれか一方向（図７(a)の例では左方向）に向けて反射する一つの反射面で構成されている。
また、開口付き円柱部１１”’の外周面１１ｂは、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、全反射面１３に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部１４’を有している。
出射面１４ａ’は、断面が略三角形状の凸部１４’における二つの傾斜面のうち、全反射面１３に対する傾斜角度が大きい傾斜面で構成されている。
その他の構成は、図２及び図３に示した第１実施形態の全周囲照明光学部材１０と略同じである。
【００６３】
このように構成された第３実施形態の全周囲照明光学部材１０”’を用いた側方の全周囲にわたる観察対象の照明は次のようにして行われる。
図１に示すライトガイド２１からの光は、導光部材１５を通り、開口付き円柱部１１”’の内部に導光される。開口付き円柱部１１”’の内部へ導光され開口付き円柱部１１”’の先端方向に進んで入射した光は、第２の反射部１６”’を構成する一つの反射面により、開口付き円柱部１１”’の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸Ｏ１，Ｏ２を通る仮想線Ｌ１の向きから逸れる一方向（図７(a)の例では左方向）に反射させられる。第２の反射部１６”’を構成する一つの反射面により仮想線Ｌ１の向きから逸れる一方向に反射させられた光は、開口付き円柱部１１”’の外周面１１ｂと、内周面１１ａとの間で反射を繰り返しながら、第２の反射部１６”’を構成する一つの反射面により反射させられる光の最初に入射する領域から離れる方向（図７の例では矢印Ｃ方向の回転方向）に開口付き円柱部１１”’の内部を伝搬して行く。その過程において、外周面１１ｂに形成された夫々の全反射面１３に臨界角より小さな角度で入射した光は、当該全反射面１３から開口付き円柱部１１”’の外部へ出射し、臨界角より大きな角度で入射した光は、当該全反射面１３で反射させられる。また、外周面１１ｂに形成された夫々の出射面１４ａ’に、全反射面１３に入射した場合には全反射させられうる向きで入射した一部の光は、出射面１４ａ’から開口付き円柱部１１”’の外部へ、全反射面１３に対して斜め方向に出射する。
これにより、開口付き円柱部１１”’の側方から全周囲にわたって、大部分の照明光が外周面１１ｂに対して斜め方向に出射する。開口付き円柱部１１”’から出射した大部分の照明光は、円筒形状のサファイア製カバーガラス（図７では図示省略）を経て、観察対象を斜め方向から照明する。
【００６４】
第３実施形態の全周囲照明光学部材１０”’によれば、第２の反射部１６”’を、導光部材１５により開口付き円柱部１１”’の内部へ導光されて開口付き円柱部１１”’の先端方向に進む光を、仮想線Ｌ１を境界とする二方向のうちのいずれか一方向に向けて反射する一つの反射面で構成したので、第２の反射部１６”’を構成する一つの反射面で、仮想線Ｌ１の向きから逸れる一方向に反射させられる光の開口付き円柱部１１”’の内周面１１ａや外周面１１ｂに入射する角度を鈍角にすることができるため、開口付き円柱部１１”’における、導光部材１５からの光の入射位置近傍での外周面１１ｂに入射する光の全反射面１３で全反射しないで外部に出射する光量を抑えることができ、その結果、全周囲にわたり均一な光を伝搬させ易くなる。
【００６５】
また、第３実施形態の全周囲照明光学部材１０”’によれば、開口付き円柱部１１”’の外周面１１ｂを、全周囲にわたり間隔をあけて同じ向きに複数形成された、全反射面１３に対する傾斜角度が異なる二つの傾斜面を有する断面が略三角形状の凸部１４’を有する構成とし、出射面１４ａ’を、断面が略三角形状の凸部１４’における二つの傾斜面のうち、全反射面に対する傾斜角度が大きい傾斜面で構成したので、第２の反射部１６”’を構成する一つの反射面により、仮想線Ｌ１の向きから逸れる一方向に反射させられ、開口付き円柱部１１”’の内周面１１ａと外周面１１ｂとの間を全周囲にわたり一つの向きで伝搬していく光を、全反射面１３に対する傾斜角度が大きい傾斜面で、臨界角より小さい角度で入射させて出射することができる。
【００６６】
第４実施形態
図８は本発明の第４実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成を光の入射側から見た平面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。なお、第１実施形態、第３実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６７】
図８(a)の例の全周囲照明光学部材１０””は、図２に示した第１実施形態の全周囲照明光学部材１０の変形例である。全周囲照明光学部材１０””では、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂの全周囲にわたって形成される個々の出射面１４ａは、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂにおける、開口付き円柱部１１””の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸Ｏ１，Ｏ２を結ぶ仮想線Ｌ１を境界として二分割した夫々の半周領域において、第２の反射部１６により反射させられる光が開口付き円柱部１１””の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、第２の反射部１６により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって配置間隔が短くなっている。
【００６８】
開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂにおける、第２の反射部１６により反射させられる光の最初に入射する領域には、大量の光が入射するため、出射する光量も大きくなり易い。また、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂは、第２の反射部１６により反射させられる光が開口付き円柱部１１””の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、第２の反射部１６により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、それまでの外周面１１ｂから抜け出た光量分、入射する光量が少なくなるため、その分、出射する光量も少なくなり易い。
しかるに、図８(a)の例の全周囲照明光学部材１０””によれば、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂにおける、仮想線Ｌ１を境界として二分割した夫々の半周領域において、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂにおける、入射光量の多い領域からの光の出射頻度を抑え、入射光量の少ない領域からの光の出射頻度を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂにおける、仮想線Ｌ１を境界として二分割した夫々の半周領域にわたる出射光の光量を均一化し、開口付き円柱部１１””の外周面１１ｂの全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００６９】
図８(b)の例の全周囲照明光学部材１０””’は、図７に示した第３実施形態の全周囲照明光学部材１０”’の変形例である。全周囲照明光学部材１０””’では、開口付き円柱部１１””’の外周面１１ｂの全周囲にわたって形成される個々の出射面１４ａ’は、第２の反射部１６”’により反射させられる光が開口付き円柱部１１””’の内部を伝搬していく方向に沿って、第２の反射部１６”’により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、配置間隔が短くなっている。
【００７０】
開口付き円柱部１１””’の外周面１１ｂにおける、第２の反射部１６”’により反射させられる光の最初に入射する領域には、大量の光が入射するため、出射する光量も大きくなり易い。また、開口付き円柱部１１””’の外周面１１ｂは、第２の反射部第２の反射部１６”’により反射させられる光が開口付き円柱部１１””’の内部を伝搬していく方向に沿って、第２の反射部第２の反射部１６”’により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、それまでの外周面１１ｂから抜け出た光量分、入射する光量が少なくなるため、その分、出射する光量も少なくなり易い。
しかるに、図８(b)の例の全周囲照明光学部材１０””’によれば、開口付き円柱部１１””’の外周面１１ｂにおける、入射光量の多い領域からの光の出射頻度を抑え、入射光量の少ない領域からの光の出射頻度を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部１１””’の外周面１１ｂの全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００７１】
第５実施形態
図９は本発明の第５実施形態にかかる全周囲照明光学部材における円筒形状のサファイア製カバーガラスの内側に位置する部材の構成を光の入射側から見た平面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。なお、第１実施形態、第３実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図９(a)の例の全周囲照明光学部材１０”””は、図２に示した第１実施形態の全周囲照明光学部材１０の変形例である。全周囲照明光学部材１０”””では、開口付き円柱部１１”””の外周面１１ｂの全周囲にわたって形成される個々の出射面１４ａは、開口付き円柱部１１”””の外周面１１ｂにおける、開口付き円柱部１１”””の内周面１１ａの円筒形状及び外周面１１ｂの円筒形状の夫々の軸を結ぶ仮想線を境界として二分割した夫々の半周領域において、第２の反射部１６により反射させられる光が開口付き円柱部１１”””の内部を伝搬していく夫々の方向に沿って、第２の反射部１６により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって面積が大きくなっている。
【００７３】
図９(a)の例の全周囲照明光学部材１０”””によれば、仮想線Ｌ１を境界として二分割した夫々の半周領域において、開口付き円柱部１１”””の外周面１１ｂにおける、入射光量の多い領域からの出射光量を抑え、入射光量の少ない領域からの出射光量を増やすことができる。その結果、仮想線Ｌ１を境界として二分割した夫々の半周領域にわたる出射光の光量を均一化し、開口付き円柱部１１”””の外周面１１ｂの全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００７４】
図９(b)の例の全周囲照明光学部材１０”””’は、図７に示した第３実施形態の全周囲照明光学部材１０”’の変形例である。全周囲照明光学部材１０”””’では、開口付き円柱部１１”””’の外周面１１ｂの全周囲にわたって形成される個々の出射面１４ａ’は、第２の反射部１６”’により反射させられる光が開口付き円柱部１０”””’の内部を伝搬していく方向に沿って、第２の反射部１６”’により反射させられる光の最初に入射する領域から離れるにしたがって、面積が大きくなっている。
【００７５】
図９(b)の例の全周囲照明光学部材１０”””’によれば、開口付き円柱部１１”””’の外周面１１ｂにおける、入射光量の多い領域からの出射光量を抑え、入射光量の少ない領域からの出射光量を増やすことができる。その結果、開口付き円柱部１１”””’の外周面１１ｂの全周囲にわたる出射光の光量を均一化できる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態およびその変形例に記載のとおりの構成に限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を変更しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、各実施形態やその変形例に記載した複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を導出することができる。例えば、各実施形態やその変形例に記載した全ての構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態やその変形例に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変形や応用が可能である。
【００７７】
例えば、上記実施形態およびその変形例の全周囲照明光学部材では、照明光案内部として、第２の反射部を開口付き円柱部の先端部における導光部材の出射面に対向する領域を含む所定領域に第２の反射部を設けたが、照明光案内部は、第２の反射部を用いないで構成してもよい。
【００７８】
例えば、図１０(c)、図１０(d)に示すように、開口付き円柱部が、先端部１１ｃと後端部１１ｄのいずれか一方に、先端部１１ｃと後端部１１ｄの間の肉厚が円周方向に沿って異なるように形成された螺旋面１７ａと、螺旋面１７ａと交差し螺旋面上で段差を形成し、照明光供給手段の出射部から出射した、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸Ｏ１，Ｏ２を通る仮想線Ｌ１の向きから逸れる方向の光を入射して、開口付き円柱部の内部に導く段差形成面１７ｂを有した形状に形成し、段差形成面１７ｂを照明光案内部に用いる。この場合、図１０(e)に示すように、照明光供給手段としてのＬＥＤ２２等の照明光源の出射部を、段差形成面１７ｂに対向配置させる、あるいは、図１０(e)では示していないが、照明光供給手段としてのライトガイド等の導光部材の出射端面を、段差形成面１７ｂに対向配置させることで、他の実施形態と同様、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたり均一な光を照明することが可能となる。
【００７９】
また、例えば、図１０(f)に示すように、開口付き円柱部が、先端部１１ｃと後端部１１ｄのいずれか一方に、先端部１１ｃと後端部１１ｄの間の肉厚が円周方向に沿って異なるように形成された螺旋面１７ａと、螺旋面１７ａと交差し螺旋面上で段差を形成し、照明光供給手段の出射部から出射した光を入射して、該開口付き円柱部の内部に導く段差形成面１７ｂを有した形状に形成するとともに、照明光案内部を、照明光供給手段の出射部から出射した光を、開口付き円柱部の内周面の円筒形状及び外周面の円筒形状の夫々の軸を通る仮想線の向きから逸れる方向に反射して、段差形成面１７ｂに入射させる第３の反射部１７ｃで構成する。この場合、照明光供給手段としてのライトガイド２１（又はライトガイド２１からの光を導光する導光部材）等の出射端面を、当該出射端面からの出射光が第３の反射部１７ｃに入射するように配置させる、あるいは、図１０(f)では示してないが、照明光供給手段としてのＬＥＤ等の照明光源の出射部を、当該出射部からの出射光が第３の反射部１７ｃに入射するように配置させることで、他の実施形態と同様、開口付き円柱部の外周面の全周囲にわたり、均一な光を照明することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の全周囲照明光学部材、それを備えた内視鏡用全周囲照明光学系及び全周囲観察用内視鏡は、管状の観察対象に対し、側方の全周囲にわたる観察が求められる分野に有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１                                全周囲観察用内視鏡
２                                対物光学系
２ａ、１９                        円筒形状のサファイア製カバーガラス
２ｂ、２ｃ、２ｄ、３ｂ、３ｃ      レンズ
２ｅ、３ａ、２２                  カバーガラス
３                                撮像光学系
３ｄ                              撮像素子
１０、１０’、１０”、１０”’、１０””、１０””’、１０”””、１０”””’                                    全周囲照明光学部材
１１、１１’、１１”、１１”’、１１””、１１””’、１１”””、１１”””’                                    開口付き円柱部
１１ａ                            内周面
１１ｂ                            外周面
１１ｃ                            先端部
１１ｄ                            後端部
１２                              第１の反射部
１３                              全反射面
１４、１４’                      凸部
１４ａ、１４ａ’                  出射面
１５                              導光部材
１６、１６’、１６”、１６”’    第２の反射部
１６ａ、１６ｂ、１６ａ’、１６ｂ’、１６ａ”、１６ｂ”、１６ｃ”、１６ｄ”                                        反射面
１７ａ                            螺旋面
１７ｂ                            段差形成面
１７ｃ                            第３の反射部
１８                              ハウジング
２０                              全周囲照明光学系
２１                              ライトガイド
２２                              ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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