(57)【要約】【課題】大型の調光機構を配置可能で光量損失の少ない内視鏡用光源装置を得る。【解決手段】光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集光させる第２レンズ群と、この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と、を有し、次の条件式（１）を満足する内視鏡用光源装置。（１）１．３０＜Ｌ（１／ｆ１-１／ｘ）＜２．３０但し、Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、ｘ；光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離。【選択図】  図１
2008110046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、
この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集光させる第２レンズ群と、
この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と、
を有し、
次の条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡用光源装置。
（１）１．３０＜Ｌ（１／ｆ１-１／ｘ）＜２．３０
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、
ｘ；光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離。
【請求項２】
光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、
この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集光させる第２レンズ群と、
この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と、
を有し、
次の条件式（２）を満足することを特徴とする内視鏡用光源装置。
（２）０．４３＜ｙ／Ｌ＜０．７７
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｙ；第１レンズ群の最も第２レンズ群側の面から第１レンズ群で収束される集光点までの距離。
【請求項３】
請求項１または２記載の内視鏡用光源装置において、次の条件式（３）を満足する内視鏡用光源装置。
（３）１．５＜Ｌ／Ｄ＜５
但し、
Ｄ；光源ランプの開口部の直径。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の内視鏡用光源装置において、次の条件式（４）を満足する内視鏡用光源装置。
（４）０．１＜ｆ２／Ｌ＜０．２５
但し、
ｆ２；第２レンズ群の焦点距離。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の内視鏡用光源装置において、光源ランプは、次の条件式（５）を満足する収束タイプである内視鏡用光源装置。
（５）０．６０＜ＷＤ／Ｄ＜１．３５
但し、
ＷＤ；光源ランプの開口部端面からランプの集光点までの距離。
【請求項６】
請求項５記載の内視鏡用光源装置において、第１レンズ群と第２レンズ群は、同一のレンズ構成である内視鏡用光源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の内視鏡用光源装置において、第１レンズ群と第２レンズ群は、それぞれ１枚の非球面レンズを含む内視鏡用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用光源装置に関し、特に系内に大型の光量調整装置を内蔵させるのに適した内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射ミラーを有する光源ランプからの光束を内視鏡ライトガイドの入射端に集光させる内視鏡用光源装置は、光路中にＩＲカットフィルターや回転フィルター、光量調整装置等の調光機構を配置している。光源ランプには、放物面ミラーを有して平行光束を発するタイプと楕円ミラーを有して収束光を発するタイプが知られているが、これらの光源ランプを用いた内視鏡用光源装置は、いずれも光束径の小さい場所に、調光機構を配置している。すなわち、平行光束を発するタイプでは、一旦倍率変換光学系で光束径を縮小し、その縮小した平行光束内に調光機構を配置している。また、収束光を発する光源ランプでは、ランプの集光点をリレー光学系を介してライトガイドの入射端に集光させているが、そのリレー光学系の平行光束内に調光機構を配置している。
【特許文献１】特開昭６２-４０４１６公報
【特許文献２】実開平１-１３５４０８号公報
【特許文献３】特開平１０-２８８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
理論的には、完全な平行光束中であれば、平行光束の光路長を長くして調光機構を大型にしても問題はない。しかし、光源ランプの発光点は大きさを持っているので、厳密には平行光束にならず、光束径を小さくするほど軸外光の光軸に対する角度が大きくなり、光路長を長くした場合に光量損失が大きい。
【０００４】
本発明は、大型の調光機構を配置可能で光量損失の少ない内視鏡用光源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、この第１レンズ群で収束された後発散する光束をライトガイドに集光させる第２レンズ群との間であれば、光路長を長くしても光量損失を少なくしながら大型の調光機構を配置できるという着眼に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明の内視鏡用光源装置は、光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集光させる第２レンズ群と、この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と、を有し、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）１．３０＜Ｌ（１／ｆ１-１／ｘ）＜２．３０
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、
ｘ；光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離、
である。
【０００６】
条件式（１）は、次の別の条件式（２）に置き換えてもよい。
（２）０．４３＜ｙ／Ｌ＜０．７７
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｙ；第１レンズ群の最も第２レンズ群側の面から第１レンズ群で収束される集光点までの距離、
である。
【０００７】
本発明の内視鏡用光源装置は、加えて、次の条件式（３）を満足するのがよい。
（３）１．５＜Ｌ／Ｄ＜５
但し、
Ｄ；光源ランプの開口部の直径、
である。
【０００８】
また、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．１＜ｆ２／Ｌ＜０．２５
但し、
ｆ２；第２レンズ群の焦点距離、
である。
【０００９】
光源ランプは、平行光束を発するタイプ、収束光を発するタイプのいずれも使用可能であるが、次の条件式（５）を満足する収束タイプがより好ましい。
（５）０．６０＜ＷＤ／Ｄ＜１．３５
但し、
ＷＤ；光源ランプの開口部端面から集光点までの距離、
である。
【００１０】
収束タイプの光源ランプであれば、第１レンズ群と第２レンズ群は、同一のレンズ構成とすることができる。
【００１１】
また、第１レンズ群と第２レンズ群はそれぞれ、１枚の非球面レンズを含むように構成し、レンズ枚数を削減することも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の内視鏡用光源装置によれば、特に光軸方向の大きさが長い大型の調光機構を配置可能で光量損失の少ない内視鏡用光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明による内視鏡用光源装置１０の第一の実施形態を示している。この内視鏡用光源装置１０は、光源ランプ１１側から順に、第１レンズ群１２、及び第２レンズ群１３を有し、第２レンズ群１３によって集光された光束が内視鏡のライトガイド１４の入射端面１４ａに入射する。
【００１４】
光源ランプ１１は、楕円ミラーの第一焦点に光源ランプ（の輝点）を置いた収束タイプであり、第二焦点に集光する。このような収束タイプの光源ランプは周知である。第１レンズ群１２は、光源ランプ１１の集光点を通過して発散する光束を収束させるレンズ群であり、第２レンズ群１３は、第１レンズ群１２で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイド１４に集光させるレンズ群である。光源ランプ１１と第１レンズ群１２の間には、光源ランプ１１の集光点より第１レンズ群１２側に位置させてＩＲフィルター１５が配置されている。
【００１５】
第１レンズ群１２と第２レンズ群１３との間には、調光機構として、絞り１６、光量調整装置（ロータリシャッタ）１７、オンオフシャッタ１８、及び補助灯ユニット１９が配置されている。光量調整装置１７は、２枚の回転円板１７ａと１７ｂの回転位相を異ならせて開口角１７Ｘを変化させる機構と、同２枚の回転円板１７ａと１７ｂを一体に回転させる機構とを備えており、回転円板の回転中であっても通過光量を調整することができる。このような光量調整機構は公知である。絞り１６は、光量調整装置１７では光量を落としきれないときにさらに光量を落とすために使用し、オンオフシャッタ１８は、光束を完全にオフにする（遮光する）ときに使用する。補助灯ユニット１９は、常時は光路から待避しており、光源ランプ１１の故障（予期せぬ消灯）時に光路内に進出して白色ＬＥＤ１９ａによる補助光を発する。これらの調光機構の要素のうち特に光量調整装置１７は構成が複雑なので大型化する。
【００１６】
条件式（１）、（２）は、光量損失を少なくしながら、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３の間の光束径を小さくし、さらに長い光路長を確保するための条件である。条件式（１）の上限を上回ると（条件式（２）の下限を下回ると）、第２レンズ群１３に入射する発散光束の発散度が大きくなりすぎるので、光量損失が大きくなる。条件式（１）の下限を下回ると（条件式（２）の上限を上回ると）、第１レンズ群１２による集光径が大きくなるので、光束径を小さくできない。
【００１７】
条件式（３）は、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３の間に、調光機構の各要素を配置するための十分なスペースを確保するための条件である。条件式（３）の下限を下回ると、十分なスペースを確保できない。条件式（３）の上限を上回ると、必要以上に間隔が拡がるので、光量損失が大きくなる。
【００１８】
条件式（４）は、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔と、第２レンズ群１３のパワーに関する条件である。条件式（４）の下限を下回るとライトガイド１４へ集光する角度が大きくなってライトガイド１４のＮＡを超えるため、集光効率が低下する（光量損失が大きくなる）。条件式（４）の上限を上回るとライトガイド１４の入射端面１４ａへの集光径が大きくなり、ライトガイド１４で取り込める光量が低下する。なお、第２レンズ群１３は少ないレンズ枚数で集光効率をよくするため，非球面レンズを用いるのが望ましい。
【００１９】
光源ランプ１１としては、図２に示すように、放物面ミラーの焦点に光源（の輝点）を置いた平行光束を発するタイプも使用可能である。しかし、放物面ミラーより楕円ミラーの方が輝点からの光束の取込量が大きいため、同じ出力のランプを用いても楕円ミラーで集光するタイプの方が光量の有効利用が図れる。なお、平行光束を発するタイプの光源ランプでは、ｘ（光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離）＝∞である。
【００２０】
条件式（５）は、図１の実施形態のように、光源ランプ１１として収束タイプを使用する場合の好ましい条件式である。条件式（５）の下限を下回ると、ランプ自体の収束角度が大きくなり、光源ランプ１１と第１レンズ群１２の間隔を確保できず、ＩＲフィルター１５の配置に支障が出たり、絶縁が不十分になるおそれがある。条件式（５）の上限を上回ると、ランプの楕円ミラーの倍率が大きいため、輝点の結像が大きくなって光の利用効率がよくない。
【００２１】
第１レンズ群と第２レンズ群は、同一のレンズ構成とすると、コストダウンが図れる。また第１レンズ群１２と第２レンズ群１３はそれぞれ、非球面単レンズから構成することもできる。本実施形態において、第１レンズ群１２と第３レンズ群１３の間に配置する調光機構として必須の要素は、光量調整装置（ロータリシャッタ）１７である。
【００２２】
次に具体的な実施例を説明する。以下の各実施例では、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３の間に設置する調光機構の要素を描いていない。表中、Fbはバックフォーカス（第２レンズ群の最終面からライトガイドの入射端面までの距離）、Mは横倍率、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【実施例１】
【００２３】
図３と表１は本発明による内視鏡用照明光学系の実施例１を示しており、図３はその光学構成図、表１はその数値データである。面Ｎｏ．１と２はＩＲカットフィルター１５、面Ｎｏ．２から６は第１レンズ群１２、面Ｎｏ．７から１０は第２レンズ群１３である。光源ランプ１１は収束光を発するタイプであり、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３は、この実施形態では、平凸レンズを２枚組み合わせた同一構成であり、互いに向きを反対に向けている。
（表１）
f1 = 12.488
f2 = 12.488
L = 69
x = 18.98
y = 32.39
D = 19.46
WD = 14.55
Fb = 11.12
M = 0.850
X'(光源ランプの集光点から第１レンズ群の光源側の面までの距離（空気換算） = 10.43
面 No.       ｒ         ｄ         Ｎd          ν
1          ∞      1.00    1.51633      64.1
2          ∞      1.00
3          ∞     10.00    1.52288      58.6
4*     -9.414      1.00
5      19.878      5.20    1.51633      64.1
6          ∞     69.00
7          ∞      5.20    1.51633      64.1
8     -19.878      1.00
9*      9.414     10.00    1.52288      58.6
10          ∞       -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO     Ｋ         Ａ４                 Ａ６        Ａ８          
4     -0.10×10  -0.23605×10-3  0.43437×10-5  -0.4418×10-7
Ａ１０
0.16179×10-9
9     -0.10×10  0.23605×10-3  0.43437×10-5  0.44184E×10-7
Ａ１０
-0.16179×10-9
【実施例２】
【００２４】
図４と表２は本発明による内視鏡用照明光学系の実施例１を示しており、図４はその光学構成図、表２はその数値データである。面Ｎｏ．１と２はＩＲカットフィルター、面Ｎｏ．３と４は第１レンズ群１２、面Ｎｏ．５と６は第２レンズ群１３である。この実施例では、光源ランプ１１は収束光を発するタイプであり、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３はそれぞれ同一構成で向きを反対に向けた片面非球面レンズからなっている。
（表２）
f1 = 13.854
f2 = 13.854
L = 80
x = 20.49
y = 40.00
D = 17.00
WD = 14.55
Fb = 14.10
M = 1.001
X' = 12.44
面 No.       ｒ         ｄ         Ｎd          ν
1          ∞      1.00    1.51633      64.1
2          ∞      1.00
3      20.667     12.00    1.52288      58.6
4*     -8.930     80.00 
5*      8.930     12.00    1.52288      58.6
6     -20.667       -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO     Ｋ         Ａ４                 Ａ６        Ａ８          
4     -0.53030  0.13931×10-3  0.34991×10-6  0.33049×10-8
5     -0.53030  0.13931×10-3  0.34991×10-6  0.33049×10-8
【実施例３】
【００２５】
図５と表３は本発明による内視鏡用照明光学系の実施例３を示しており、図５はその光学構成図、表３はその数値データである。面Ｎｏ．１と２はＩＲカットフィルター、面Ｎｏ．３と４は第１レンズ群、面Ｎｏ．５から８は第２レンズ群である。この実施例では、光源ランプ１１は平行光を発するタイプであり、第１レンズ群１２は単レンズからなり、第２レンズ群１３は片面非球面レンズを含む２枚のレンズからなっている。
（表３）
f1 = 30.155
f2 =  8.878
L = 41.3
x = - (集光点なし)
y = 26.30
D = 19.46
WD = -
Fb = 12.21
M = 0.0
面 No.       ｒ         ｄ         Ｎd          ν
1          ∞      1.00    1.51633      64.1
2          ∞      4.00
3      15.570      5.60    1.51633      64.1
4          ∞     41.30
5          ∞      5.20    1.51633      64.1
6     -10.380      0.50
7*      8.107      7.00    1.52288      58.6
8          ∞       -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO     Ｋ         Ａ４                 Ａ６
7     -0.10×10  -0.16047×10-3  0.32592×10-6
【００２６】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
（表４）
実施例１    実施例２    実施例３
条件式（１）    1.89        1.87        1.37
条件式（２）    0.47        0.50        0.64
条件式（３）    3.55        4.71        2.17
条件式（４）    0.18        0.17        0.21
条件式（５）    0.75        0.86          -
【００２７】
表４から明らかなように、実施例１ないし３は条件式（１）ないし（５）を満足している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による内視鏡用光源装置の一実施形態を光学構成図である。
【図２】本発明の内視鏡用光源装置に用いる光源ランプの別の態様を示す光学構成図である。
【図３】本発明の内視鏡用光源装置の実施例１の光学構成を示す図である。
【図４】本発明の内視鏡用光源装置の実施例２の光学構成を示す図である。
【図５】本発明の内視鏡用光源装置の実施例３の光学構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  内視鏡用光源装置
１１  光源ランプ
１２  第１レンズ群
１３  第２レンズ群
１４  ライトガイド
１５  ＩＲフィルター
１６  絞り
１７  光量調整装置（ロータリシャッタ）
１８  オンオフシャッタ
１９  補助灯ユニット
【図１】
2008110046.tif 000003
【図２】
2008110046.tif 000004
【図３】
2008110046.tif 000005
【図４】
2008110046.tif 000006
【図５】
2008110046.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月11日(2007.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、
この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集光させ
る第２レンズ群と、
この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と、
を有し、
次の条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡用光源装置。
（１）１．３０＜Ｌ（１／ｆ１-１／ｘ１）＜２．３０
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、
ｘ１；光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、
この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集光させ
る第２レンズ群と、
この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と、
を有し、
次の条件式（２）を満足することを特徴とする内視鏡用光源装置。
（２）０．４３＜ｘ２／Ｌ＜０．７７
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｘ２；第１レンズ群の最も第２レンズ群側の面から第１レンズ群で収束される集光点まで
の距離。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用光源装置に関し、特に系内に大型の光量調整装置を内蔵させるのに
適した内視鏡用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射ミラーを有する光源ランプからの光束を内視鏡ライトガイドの入射端に集光させる
内視鏡用光源装置は、光路中にＩＲカットフィルターや回転フィルター、光量調整装置等
の調光機構を配置している。光源ランプには、放物面ミラーを有して平行光束を発するタ
イプと楕円ミラーを有して収束光を発するタイプが知られているが、これらの光源ランプ
を用いた内視鏡用光源装置は、いずれも光束径の小さい場所に、調光機構を配置している
。すなわち、平行光束を発するタイプでは、一旦倍率変換光学系で光束径を縮小し、その
縮小した平行光束内に調光機構を配置している。また、収束光を発する光源ランプでは、
ランプの集光点をリレー光学系を介してライトガイドの入射端に集光させているが、その
リレー光学系の平行光束内に調光機構を配置している。
【特許文献１】特開昭６２-４０４１６公報
【特許文献２】実開平１-１３５４０８号公報
【特許文献３】特開平１０-２８８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
理論的には、完全な平行光束中であれば、平行光束の光路長を長くして調光機構を大型
にしても問題はない。しかし、光源ランプの発光点は大きさを持っているので、厳密には
平行光束にならず、光束径を小さくするほど軸外光の光軸に対する角度が大きくなり、光
路長を長くした場合に光量損失が大きい。
【０００４】
本発明は、大型の調光機構を配置可能で光量損失の少ない内視鏡用光源装置を得ること
を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光源ランプからの光束を収束させる第１レンズ群と、この第１レンズ群で収
束された後発散する光束をライトガイドに集光させる第２レンズ群との間であれば、光路
長を長くしても光量損失を少なくしながら大型の調光機構を配置できるという着眼に基づ
いてなされたものである。
すなわち、本発明の内視鏡用光源装置は、光源ランプからの光束を収束させる第１レン
ズ群と、この第１レンズ群で収束され集光点を通過して発散する光束をライトガイドに集
光させる第２レンズ群と、この第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置した調光機構と
、を有し、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）１．３０＜Ｌ（１／ｆ１-１／ｘ１）＜２．３０
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｆ１；第１レンズ群の焦点距離、
ｘ１；光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離、
である。
【０００６】
条件式（１）は、次の別の条件式（２）に置き換えてもよい。
（２）０．４３＜ｘ２／Ｌ＜０．７７
但し、
Ｌ；第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
ｘ２；第１レンズ群の最も第２レンズ群側の面から第１レンズ群で収束される集光点まで
の距離、
である。
【０００７】
本発明の内視鏡用光源装置は、加えて、次の条件式（３）を満足するのがよい。
（３）１．５＜Ｌ／Ｄ＜５
但し、
Ｄ；光源ランプの開口部の直径、
である。
【０００８】
また、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．１＜ｆ２／Ｌ＜０．２５
但し、
ｆ２；第２レンズ群の焦点距離、
である。
【０００９】
光源ランプは、平行光束を発するタイプ、収束光を発するタイプのいずれも使用可能で
あるが、次の条件式（５）を満足する収束タイプがより好ましい。
（５）０．６０＜ＷＤ／Ｄ＜１．３５
但し、
ＷＤ；光源ランプの開口部端面から集光点までの距離、
である。
【００１０】
収束タイプの光源ランプであれば、第１レンズ群と第２レンズ群は、同一のレンズ構成
とすることができる。
【００１１】
また、第１レンズ群と第２レンズ群はそれぞれ、１枚の非球面レンズを含むように構成
し、レンズ枚数を削減することも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の内視鏡用光源装置によれば、特に光軸方向の大きさが長い大型の調光機構を配
置可能で光量損失の少ない内視鏡用光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明による内視鏡用光源装置１０の第一の実施形態を示している。この内視
鏡用光源装置１０は、光源ランプ１１側から順に、第１レンズ群１２、及び第２レンズ群
１３を有し、第２レンズ群１３によって集光された光束が内視鏡のライトガイド１４の入
射端面１４ａに入射する。
【００１４】
光源ランプ１１は、楕円ミラーの第一焦点に光源ランプ（の輝点）を置いた収束タイプ
であり、第二焦点に集光する。このような収束タイプの光源ランプは周知である。第１レ
ンズ群１２は、光源ランプ１１の集光点を通過して発散する光束を収束させるレンズ群で
あり、第２レンズ群１３は、第１レンズ群１２で収束され集光点を通過して発散する光束
をライトガイド１４に集光させるレンズ群である。光源ランプ１１と第１レンズ群１２の
間には、光源ランプ１１の集光点より第１レンズ群１２側に位置させてＩＲカットフィルター１５が配置されている。
【００１５】
第１レンズ群１２と第２レンズ群１３との間には、調光機構として、絞り１６、光量調
整装置（ロータリシャッタ）１７、オンオフシャッタ１８、及び補助灯ユニット１９が配
置されている。光量調整装置１７は、２枚の回転円板１７ａと１７ｂの回転位相を異なら
せて開口角１７Ｘを変化させる機構と、同２枚の回転円板１７ａと１７ｂを一体に回転さ
せる機構とを備えており、回転円板の回転中であっても通過光量を調整することができる
。このような光量調整機構は公知である。絞り１６は、光量調整装置１７では光量を落と
しきれないときにさらに光量を落とすために使用し、オンオフシャッタ１８は、光束を完
全にオフにする（遮光する）ときに使用する。補助灯ユニット１９は、常時は光路から待
避しており、光源ランプ１１の故障（予期せぬ消灯）時に光路内に進出して白色ＬＥＤ１
９ａによる補助光を発する。これらの調光機構の要素のうち特に光量調整装置１７は構成
が複雑なので大型化する。
【００１６】
条件式（１）、（２）は、光量損失を少なくしながら、第１レンズ群１２と第２レンズ
群１３の間の光束径を小さくし、さらに長い光路長を確保するための条件である。条件式
（１）の上限を上回ると（条件式（２）の下限を下回ると）、第２レンズ群１３に入射す
る発散光束の発散度が大きくなりすぎるので、光量損失が大きくなる。条件式（１）の下
限を下回ると（条件式（２）の上限を上回ると）、第１レンズ群１２による集光径が大き
くなるので、光束径を小さくできない。
【００１７】
条件式（３）は、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３の間に、調光機構の各要素を配
置するための十分なスペースを確保するための条件である。条件式（３）の下限を下回る
と、十分なスペースを確保できない。条件式（３）の上限を上回ると、必要以上に間隔が
拡がるので、光量損失が大きくなる。
【００１８】
条件式（４）は、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔と、第２レンズ群１３のパワ
ーに関する条件である。条件式（４）の下限を下回るとライトガイド１４へ集光する角度
が大きくなってライトガイド１４のＮＡを超えるため、集光効率が低下する（光量損失が
大きくなる）。条件式（４）の上限を上回るとライトガイド１４の入射端面１４ａへの集
光径が大きくなり、ライトガイド１４で取り込める光量が低下する。なお、第２レンズ群
１３は少ないレンズ枚数で集光効率をよくするため，非球面レンズを用いるのが望ましい
。
【００１９】
光源ランプ１１としては、図２に示すように、放物面ミラーの焦点に光源（の輝点）を
置いた平行光束を発するタイプも使用可能である。しかし、放物面ミラーより楕円ミラー
の方が輝点からの光束の取込量が大きいため、同じ出力のランプを用いても楕円ミラーで
集光するタイプの方が光量の有効利用が図れる。なお、平行光束を発するタイプの光源ラ
ンプでは、ｘ（光源ランプの集光点から第１レンズ群の前側主点までの距離）＝∞である
。
【００２０】
条件式（５）は、図１の実施形態のように、光源ランプ１１として収束タイプを使用す
る場合の好ましい条件式である。条件式（５）の下限を下回ると、ランプ自体の収束角度
が大きくなり、光源ランプ１１と第１レンズ群１２の間隔を確保できず、ＩＲカットフィルター１５の配置に支障が出たり、絶縁が不十分になるおそれがある。条件式（５）の上限を上回ると、ランプの楕円ミラーの倍率が大きいため、輝点の結像が大きくなって光の利用効率がよくない。
【００２１】
第１レンズ群と第２レンズ群は、同一のレンズ構成とすると、コストダウンが図れる。
また第１レンズ群１２と第２レンズ群１３はそれぞれ、非球面単レンズから構成すること
もできる。本実施形態において、第１レンズ群１２と第３レンズ群１３の間に配置する調
光機構として必須の要素は、光量調整装置（ロータリシャッタ）１７である。
【００２２】
次に具体的な実施例を説明する。以下の各実施例では、第１レンズ群１２と第２レンズ
群１３の間に設置する調光機構の要素を描いていない。表中、Fbはバックフォーカス（第
２レンズ群の最終面からライトガイドの入射端面までの距離）、Mは横倍率、ｒは曲率半
径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８
、・・・・・は各次数の非球面係数）
【実施例１】
【００２３】
図３と表１は本発明による内視鏡用照明光学系の実施例１を示しており、図３はその光
学構成図、表１はその数値データである。面Ｎｏ．１と２はＩＲカットフィルター１５、
面Ｎｏ．３から６は第１レンズ群１２、面Ｎｏ．７から１０は第２レンズ群１３である。
光源ランプ１１は収束光を発するタイプであり、第１レンズ群１２と第２レンズ群１３は
、この実施形態では、平凸レンズを２枚組み合わせた同一構成であり、互いに向きを反対
に向けている。
（表１）
f1 = 12.488
f2 = 12.488
L = 69
x1 = 18.98
x2 = 32.39
D = 19.46
WD = 14.55
Fb = 11.12
M = 0.850
X'(光源ランプの集光点からＩＲカットフィルターまでの距離（空気換算） = 10.43
面 No.       ｒ       ｄ       Ｎd       ν
1          ∞    1.00   1.51633    64.1
2          ∞    1.00
3          ∞   10.00   1.52288    58.6
4*     -9.414    1.00
5      19.878    5.20   1.51633    64.1
6          ∞   69.00
7          ∞    5.20   1.51633    64.1
8     -19.878    1.00
9*      9.414   10.00   1.52288    58.6
10         ∞      -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO       Ｋ       Ａ４             Ａ６           Ａ８
4     -0.10×10  -0.23605×10-3   0.43437×10-5   -0.44184×10-7
Ａ１０
0.16179×10-9
9     -0.10×10   0.23605×10-3 - 0.43437×10-5   0.44184×10-7
Ａ１０
-0.16179×10-9
【実施例２】
【００２４】
図４と表２は本発明による内視鏡用照明光学系の実施例２を示しており、図４はその光
学構成図、表２はその数値データである。面Ｎｏ．１と２はＩＲカットフィルター、面Ｎ
ｏ．３と４は第１レンズ群１２、面Ｎｏ．５と６は第２レンズ群１３である。この実施例
では、光源ランプ１１は収束光を発するタイプであり、第１レンズ群１２と第２レンズ群
１３はそれぞれ同一構成で向きを反対に向けた片面非球面レンズからなっている。
（表２）
f1 = 13.854
f2 = 13.854
L = 80
x1 = 20.49
x2 = 40.00
D = 17.00
WD = 14.55
Fb = 14.10
M = 1.001
X' = 12.44
面No.       ｒ       ｄ         Ｎd       ν
1         ∞     1.00   1.51633     64.1
2         ∞     1.00
3     20.667    12.00   1.52288     58.6
4*    -8.930    80.00
5*     8.930    12.00   1.52288     58.6
6    -20.667      -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO     Ｋ         Ａ４             Ａ６           Ａ８
4    -0.53030    0.13931×10-3   0.34991×10-6   0.33049×10-8
5    -0.53030   -0.13931×10-3 -0.34991×10-6 -0.33049×10-8
【実施例３】
【００２５】
図５と表３は本発明による内視鏡用照明光学系の実施例３を示しており、図５はその光
学構成図、表３はその数値データである。面Ｎｏ．１と２はＩＲカットフィルター、面Ｎ
ｏ．３と４は第１レンズ群、面Ｎｏ．５から８は第２レンズ群である。この実施例では、
光源ランプ１１は平行光を発するタイプであり、第１レンズ群１２は単レンズからなり、
第２レンズ群１３は片面非球面レンズを含む２枚のレンズからなっている。
（表３）
f1 = 30.155
f2 = 8.878
L = 41.3
x1 = ∞ (集光点なし)
x2 = 26.30
D = 19.46
WD = -
Fb = 12.21
M = 0.0
面No.       ｒ       ｄ         Ｎd      ν
1         ∞     1.00   1.51633     64.1
2         ∞     4.00
3     15.570     5.60   1.51633     64.1
4         ∞    41.30
5         ∞     5.20   1.51633     64.1
6    -10.380     0.50
7*     8.107     7.00   1.52288     58.6
8         ∞      -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO     Ｋ           Ａ４             Ａ６
7     -0.10×10   -0.16047×10-3   0.32592×10-6
【００２６】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
（表４）
実施例１    実施例２    実施例３
条件式（１）   1.89         1.87        1.37
条件式（２）   0.47         0.50        0.64
条件式（３）   3.55         4.71        2.17
条件式（４）   0.18         0.17        0.21
条件式（５）   0.75         0.86           -
【００２７】
表４から明らかなように、実施例１ないし３は条件式（１）ないし（５）を満足してい
る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による内視鏡用光源装置の一実施形態を光学構成図である。
【図２】本発明の内視鏡用光源装置に用いる光源ランプの別の態様を示す光学構成図    である。
【図３】本発明の内視鏡用光源装置の実施例１の光学構成を示す図である。
【図４】本発明の内視鏡用光源装置の実施例２の光学構成を示す図である。
【図５】本発明の内視鏡用光源装置の実施例３の光学構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  内視鏡用光源装置
１１  光源ランプ
１２  第１レンズ群
１３  第２レンズ群
１４  ライトガイド
１５  ＩＲカットフィルター
１６  絞り
１７  光量調整装置（ロータリシャッタ）
１８  オンオフシャッタ
１９  補助灯ユニット