(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラと、前記ライトガイドジョイント部に接続される光源部を含む内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、
前記外付けＴＶカメラは、更に前記光源部に電力を供給する電源を備えていることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【請求項２】
挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラと、前記外付けＴＶカメラからの撮像信号を画像化するＴＶプロセッサと、前記ライトガイドジョイント部に接続される光源部を含む内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、
前記ＴＶプロセッサは、更に前記外付けＴＶカメラを経由して前記光源部に電力を供給する電源を備えていることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【請求項３】
内視鏡と、
小型の光源ユニットと、
外付けＴＶカメラとを含む内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、
前記内視鏡は、挿入部と、それに続く手元側把持部からなり、
前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、
前記手元側把持部にはライトガイドジョイント部が設けられ、そこに前記ライトガイドの入射端面が固定され、
前記手元側把持部には接眼部が設けられ、そこに前記外付けＴＶカメラが着脱可能に取り付けられ、
前記外付けＴＶカメラには、撮像レンズと、撮像素子と、前記小型の光源ユニットとが配置され、
前記小型の光源ユニットは、複数の小型ＬＥＤと、該複数の小型ＬＥＤから発した光を合成する合成光学系と、バッテリーと、
を含むことを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【請求項４】
前記小型の光源ユニットは、前記外付けＴＶカメラとは着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【請求項５】
挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラとを含む内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットにおいて、
前記光源ユニットは、光源部を備えるとともに、前記ライトガイドジョイント部に接続され、
前記光源部には、前記外付けＴＶカメラに設置された電源より電力が供給されることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニット。
【請求項６】
挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラとを含む内視鏡ＴＶ観察システムに使用される小型の光源ユニットにおいて、
前記小型の光源ユニットは、赤色、緑色、青色の各波長の光を発する複数の小型ＬＥＤからなる光源部と、前記複数の小型ＬＥＤと前記ライトガイドの入射端面の間に配置された、該複数の小型ＬＥＤから発した光を合成する合成光学系と、該光源部に電力を供給するバッテリーを備えるとともに、前記外付けＴＶカメラに着脱自在に設置されることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システムに使用される小型の光源ユニット。
【請求項７】
挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラと、前記外付けカメラからの撮像信号を画像化するＴＶプロセッサとを含む内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットにおいて、
前記光源ユニットは、光源部を備えるとともに、前記ライトガイドジョイント部に接続され、
前記光源部には、前記ＴＶプロセッサに設置された電源より前記外付けＴＶカメラを経由して電力が供給されることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニット。
【請求項８】
前記光源部は、赤色、緑色、青色の各波長の光を発する複数の発光素子を備え、前記発光素子と前記ライトガイドの入射端面の間には、前記発光素子から発した光を合成する合成光学系が配置されていることを特徴とする請求項５又は７に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記複数の発光素子の発光量を所望の割合に設定して合成される光の色光調整を行うか、又は前記複数の発光素子を順次発光させるようにそれぞれの発光素子に負荷する電流が調整されることを特徴とする請求項８に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記複数の小型ＬＥＤの発光量を所望の割合に設定して合成される光の色光調整を行うか、又は前記複数の小型ＬＥＤを順次発光させるようにそれぞれの小型ＬＥＤに負荷する電流が調整されることを特徴とする請求項６に記載の小型の光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリー式の電源と光源とが外付けＴＶカメラに内蔵されて構成された内視鏡ＴＶ観察システム、内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニット、及び内視鏡用小型光源ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡を用いた観察では、観察対象物を照明するための光を供給する光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部まで伝達するライトガイドと、このライトガイドから射出される光を観察対象物へ照射するために内視鏡の先端部に配置されている照明レンズとからなる照明システムが必要である。更に、前記光源は、キセノンランプやハロゲンランプ等の強い光が得られるランプと、このランプから射出された光をライトガイドの入射端面に効率よく集光するための集光レンズと、色光調整に用いる波長選択フィルタと、光量調節のための絞り機構等とにより構成される。しかし、このような光源には、前記ランプを点灯するための大型の電源部や前記絞り機構の駆動制御部等が備えられているために、光源装置全体としては容積が大きく重量のあるものとなっている。
【０００３】
内視鏡を用いた観察の際には、前記光源装置は観察者の近傍にモニタ等と共に据え置かれて使用される。そして、内視鏡本体と光源装置とをライトガイドケーブルで結び、前記光源装置からの光を内視鏡先端部に導いている。又、内視鏡の観察視野内をムラ無く照明するために、内視鏡先端部には照明レンズが備えられている。
【０００４】
ところで、内視鏡には、目視観察を目的とするファイバスコープ，硬性鏡等と、観察像をモニタ上に表示するビデオスコープとがある。最近では、観察者の疲労が少なく、１度に多くの人数での観察が可能であるため、ビデオスコープが広く用いられている。そこで、ファイバスコープや硬性鏡を用いる場合にもモニタでの観察が好ましいが、この場合には、ファイバスコープや硬性鏡に外付けＴＶカメラを接続することが必要になる。
【０００５】
このような外付けＴＶカメラを用いた従来の内視鏡ＴＶ観察システムを、図２５に示す。このシステムは、ライトガイドケーブル２を介して光源装置３と結ばれている内視鏡本体１と、電気信号ケーブル５を介してＴＶプロセッサ６と結ばれている外付けＴＶカメラ４とが接続されて構成されている。尚、ＴＶプロセッサ６には観察画像を表示するモニタ７が接続されている。
【０００６】
内視鏡本体１は、観察光学系と照明光学系とを有している。照明光学系は内視鏡本体１に設けられているジョイント部８から内視鏡先端部まで延びるライトガイドファイバ束とこのライトガイドファイバ束の射出側に設けられた照明レンズとにより構成されている。観察光学系は、対物レンズと、この対物レンズにより形成された像を伝達するためのイメージガイド若しくはリレーレンズと、伝達された像を観察するための接眼レンズとにより構成されている。光源装置３には、ランプと集光レンズとが備えられている。ライトガイドケーブル２はライトガイドファイバ束を内蔵しており、その入射端が光源装置３に接続され、前記集光レンズにより集められた前記ランプからの光を受けてジョイント部８に接続された射出端まで伝達する。ジョイント部８には、ライトガイドケーブル２のライトガイドと内視鏡本体１のライトガイドとを接続するためにレンズやコニカルファイバ等からなる結像光学系が備えられており、ライトガイドケーブル２のライトガイドから射出された光は、その結像光学系によって内視鏡本体１のライトガイドの入射端に所望の集光状態で入射される。
【０００７】
又、外付けＴＶカメラ４は、内視鏡本体１の接眼部に着脱可能であって、撮影レンズと撮像素子とを内蔵しており、内視鏡本体１の接眼レンズからの光を撮影レンズで集光して撮像素子上に物体像を結像させ、その撮像素子によって物体像を電気信号に変換する。外付けカメラ４から延びる電気信号ケーブル５は、ＴＶプロセッサ６に接続されている。ＴＶプロセッサ６では、前記撮像素子からの信号を受けてモニタ７に表示可能な信号に変換する処理を行っている。
尚、通常、光源装置３，ＴＶプロセッサ６及びモニタ７は１つの大きなラックに載置されており、移動させる場合にはかなり強い力で引き寄せなくてはならない。又、この中でも光源装置３が最も大きく重量がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内視鏡ＴＶ観察システムでは、観察対象物を照明するための強い光が得られる反面、容易に移動させることはできず、又、内視鏡本体１と光源装置３とがライトガイドケーブル２で接続されているために、観察を行う場所によってはこのライトガイドケーブル２が邪魔になる等、観察者の行動を制限し、作業性を著しく低下させるものであった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたもので、内視鏡観察のために十分な光量の供給が可能で、且つ、観察者の作業性を向上させ得る内視鏡ＴＶ観察システム、内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニット、及び内視鏡用小型光源ユニット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】
上記目的を達成するため、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムは、挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラと、前記ライトガイドジョイント部に接続される光源部を含む内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記外付けＴＶカメラは、更に前記光源部に電力を供給する電源を備えていることを特徴とする。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムは、挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラと、前記外付けＴＶカメラからの撮像信号を画像化するＴＶプロセッサと、前記ライトガイドジョイント部に接続される光源部を含む内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記ＴＶプロセッサは、更に前記外付けＴＶカメラを経由して前記光源部に電力を供給する電源を備えていることを特徴とする。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムは、内視鏡と、小型の光源ユニットと、外付けＴＶカメラとを含む内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記内視鏡は、挿入部と、それに続く手元側把持部からなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部にはライトガイドジョイント部が設けられ、そこに前記ライトガイドの入射端面が固定され、前記手元側把持部には接眼部が設けられ、そこに前記外付けＴＶカメラが着脱可能に取り付けられ、前記外付けＴＶカメラには、撮像レンズと、撮像素子と、前記小型の光源ユニットとが配置され、前記小型の光源ユニットは、複数の小型ＬＥＤと、該複数の小型ＬＥＤから発した光を合成する合成光学系と、バッテリーと、を含むことを特徴とする。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムにおいては、前記小型の光源ユニットは、前記外付けＴＶカメラとは着脱可能に構成されているのが好ましい。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットは、挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラとを含む内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットにおいて、前記光源ユニットは、光源部を備えるとともに、前記ライトガイドジョイント部に接続され、前記光源部には、前記外付けＴＶカメラに設置された電源より電力が供給されることを特徴とする。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムに使用される小型の光源ユニットは、挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラとを含む内視鏡ＴＶ観察システムに使用される小型の光源ユニットにおいて、前記小型の光源ユニットは、赤色、緑色、青色の各波長の光を発する複数の小型ＬＥＤからなる光源部と、前記複数の小型ＬＥＤと前記ライトガイドの入射端面の間に配置された、該複数の小型ＬＥＤから発した光を合成する合成光学系と、該光源部に電力を供給するバッテリーを備えるとともに、前記外付けＴＶカメラに着脱自在に設置されることを特徴とする。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットは、挿入部と、それに続く手元側把持部とからなり、前記挿入部の先端から前記手元側把持部までの間にはライトガイドが設置され、前記手元側把持部には、前記ライトガイドの入射端面が固定されたライトガイドジョイント部と、前記挿入部の先端に配置された対物レンズと光学的に接続された接眼部が設けられている内視鏡と、前記接眼部に着脱可能に取り付けられ、結像レンズと撮像素子を備えた外付けＴＶカメラと、前記外付けカメラからの撮像信号を画像化するＴＶプロセッサとを含む内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットにおいて、前記光源ユニットは、光源部を備えるとともに、前記ライトガイドジョイント部に接続され、前記光源部には、前記ＴＶプロセッサに設置された電源より前記外付けＴＶカメラを経由して電力が供給されることを特徴とする。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットにおいては、前記光源部は、赤色、緑色、青色の各波長の光を発する複数の発光素子を備え、前記発光素子と前記ライトガイドの入射端面の間には、前記発光素子から発した光を合成する合成光学系が配置されているのが好ましい。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムに使用される光源ユニットにおいては、前記複数の発光素子の発光量を所望の割合に設定して合成される光の色光調整を行うか、又は前記複数の発光素子を順次発光させるようにそれぞれの発光素子に負荷する電流が調整されるのが好ましい。
又、本発明の内視鏡ＴＶ観察システムに使用される小型の光源ユニットにおいては、前記複数の小型ＬＥＤの発光量を所望の割合に設定して合成される光の色光調整を行うか、又は前記複数の小型ＬＥＤを順次発光させるようにそれぞれの小型ＬＥＤに負荷する電流が調整されるのが好ましい。
又、本発明の内視鏡用小型光源ユニットは、複数の小型ＬＥＤと、合成光学系と、バッテリーとを含む内視鏡用小型光源ユニットにおいて、前記合成光学系は、前記各小型ＬＥＤから発した光を合成し、前記各小型ＬＥＤは、前記合成光学系の入射面に対面配置され、前記各小型ＬＥＤは、スペクトル幅の狭い、赤色、緑色、青色の各波長の単色光を自ら発光し、前記小型光源ユニットは、内視鏡の手元側把持部に設けられた接眼部に着脱可能に取り付けられる外付けＴＶカメラに配置されることを特徴とする。
又、本発明の内視鏡用小型光源ユニットにおいては、前記小型光源ユニットは、前記外付けＴＶカメラに着脱自在に構成されているのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による内視鏡ＴＶ観察システムでは、前述のように、光源とこの光源に電力を供給するためのバッテリ式の電源とが外付けＴＶカメラに内蔵されているため、システム系の移動が容易であるうえ、内視鏡本体と光源とを接続する長いライトガイドケーブルが不要になり、観察者の作業性を大幅に向上させることができる。
更に、前記光源を発光スペクトル幅の狭い小型の発光素子によって構成することにより、比較的小電力で多くの光量を得ることができ、又、発光スペクトルの異なる発光素子を組み合わせて用いることにより、従来のシステムにおいて色光を調節するために用いられていた波長選択フィルタが不要となる。この結果、光源部分がより軽量，コンパクトになり、製造コストの大幅な低減を図ることができる。
【００１２】
以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明する。尚、図２５に示した従来例に用いられている部材と同一のものには同符号を付している。また、第３実施例は参考例である。
【００１３】
第１実施例
図１は、本実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの概略構成を示す図である。本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムは、内視鏡本体１の接眼部に外付けＴＶカメラ１０が接続されて構成される。内視鏡本体１は図２５に基づき説明した従来システムにおいて使用されているものと同様のものである。
【００１４】
外付けＴＶカメラ１０には、充電式の電源が備えられている光源部１１と、従来システムに使用されているものと同様の撮影レンズ，撮像素子及び撮像素子に関連する回路基板等が備えられているＴＶカメラ機能部１２とが設けられており、内視鏡本体１で捉えられた物体像がＴＶカメラ機能部１２において電気信号に変換された後、電気信号ケーブルにより図示しないＴＶプロセッサに送信され、従来システムと同様にモニタでの観察ができるようになっている。更に、光源部１１は集光光学系を備えており、光源部１１から発せられた光は、ライトガイドケーブル１３により内視鏡本体１に設けられているジョイント部８まで導かれるようになっている。このライトガイドケーブル１３は全長がごく短くなっているため、光源部１１から内視鏡本体１へ導かれる光量のロスが殆どなく、内視鏡観察に十分な光量が得られると共に、観察者の作業性を低下させることもない。更に、ライトガイドケーブル１３は、従来のシステムに用いられていたものを短く構成したものを使用することができるため、従来のシステムに対して互換性を保持している。又、ライトガイドケーブル１３は、ジョイント部８及び光源部１１との着脱が可能になっている。従って、例えば、観察者が作業性よりも多量の光量を得ることを重視する場合には、ライトガイドケーブル１３をジョイント部８及び光源部１１から取り外し、従来の据置型大光量光源とジョイント部８とを長いライトガイドケーブルを用いて接続することによって可能となる。
尚、光源部１１に備えられている電源は充電式のものの他に交換式のものも使用できる。
【００１５】
又、本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムでは、前述のように、外付けＴＶカメラ１０が電気信号ケーブルを介してＴＶプロセッサと接続さているため、システム系を全く自由に移動させることができるわけではないが、外付けＴＶカメラ１０に電源を備えた光源部１１を組み込むことによって外部に大きな電源が不要となるため、比較的軽いＴＶプロセッサとモニタを載置した台をこの内視鏡本体１と接続された外付けＴＶカメラ１０と一緒に引っ張るだけで比較的自由に移動させることができる。
【００１６】
本実施例のシステムでは、光源部１１は発光スペクトル幅の狭い小型の発光素子が組み合わされて構成されている。例えば、赤，緑，青色の波長の光を各々発光するＬＥＤ等の素子を用いて光源部１１を構成する場合、各々の素子に負荷する電流を調整することにより、各素子の発光量を所望の割合に設定して色光調節を行ったり、赤，緑，青色光を時間差的に発光させることによって、面順次式の光源を実現することができる。尚、かかる発光素子は、アレイ状に配列して用いてもよい。
このような発光素子を備えた光源部１１に搭載される集光光学系の構成例を図２乃至図５に示す。
【００１７】
図２（ａ）は２つの直角プリズムが貼り合わされてキューブ状に形成されたプリズムを用いて光源部１１の集光光学系を構成した例を示す図である。２つのプリズム２０ａ，２０ｂが張り合わされる面にはバンドパスコーティングが施されている。このコーティング膜の分光特性は図２（ｂ）に示すように、青色光を透過し、赤色及び緑色光を反射するものである。そして、プリズム２０ａのα面に対向して青色発光素子Ｂが、プリズム２０ｂのβ面に対向して赤色発光素子Ｒ及び緑色発光素子Ｇが夫々配置されている。青色発光素子Ｂからの光はプリズム２０ａのα面から入射し、コーティング膜を透過して、プリズム２０ｂのγ面から射出される。赤色発光素子Ｒ及び緑色発光素子Ｇからの光はプリズム２０ｂのβ面から入射し、コーティング膜で反射されて、プリズム２０ｂのγ面から射出される。このとき、青、赤，緑色の３色光はプリズム２０ｂにおいて合成され、プリズム２０ｂから射出されるときは白色光となる。
尚、ここに示したコーティング膜の透過波長は青色光、反射波長は赤色及び緑色光となっているが、透過波長域，反射波長域は夫々必要に応じて任意に設定することができる。
【００１８】
図３は、ＴＶカメラに用いられている３色分解プリズムと同様のプリズムを用いて光源部１１の集光光学系を構成した例を示している。図のように、プリズム２１は３つの境界面Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を有している。そして、プリズム２１の各入射面に対向して、赤色発光素子Ｒ，緑色発光素子Ｇ及び青色発光素子Ｂが夫々配置されている。又、境界面Ｓ1 はダイクロイックミラーとなっており、赤色光のみを反射し他の色の光は透過し得るようになっている。又、境界面Ｓ2 ，Ｓ3 は全反射面になっている。従って、緑色発光素子Ｇからの光は何れの境界面でも反射されることなくプリズム２１から射出される。赤色発光素子Ｒからの光は境界面Ｓ2 で全反射された後赤色光のみ反射する境界面Ｓ1 で反射され、境界面Ｓ2 を透過してプリズム２１から射出される。青色発光素子Ｂからの光は、境界面Ｓ3 で全反射された後更に境界面Ｓ2 で全反射され、プリズム２１から射出される。このとき、赤色発光素子Ｒ及び緑色発光素子Ｇから発せられる光の分光スペクトルと境界面Ｓ1 との分光反射率とが異なっていれば、その差分がロスとなる。即ち、例えば、赤色発光素子Ｒからの光が境界面Ｓ1 で反射される波長成分以外の成分を含んでいれば、その分は境界面Ｓ1 を透過して失われるので、この分がロスとなるのである。
従って、このプリズム２１により光源部１１の集光光学系を構成する場合に、前記各発光素子から発せられる光の分光スペクトルと境界面Ｓ1 の分光反射率とを一致させることにより、このプリズム２１から射出される３色光をロスのない状態の混合光とすることができる。
【００１９】
図４は、光を拡散させる作用を有するすりガラス等のごく薄い平面板２２を用いて光源部１１の集光光学系を構成した例を示す図である。この集光光学系は、発光素子からの光を直接ライトガイドへ照射して光を混合させるようにしたものである。平面板２２により構成された集光光学系を光源部１１に備える場合には、各発光素子Ｒ，Ｇ，Ｂは自らの光が平面板２２に効率よく入射し得るように配置される。この場合、平面板２２の直後にライトガイドの端面が位置するように構成すると光量のロスを抑制することができるため、前記ライトガイドケーブル側のライトガイド端面の保護ガラスとして平面板２２を配置するとより効果的である。即ち、このような拡散作用を有する平面板２２は入射光を四方八方に散乱させる作用を有しているため、板に対する光の入射方向にかかわらず、板の射出側では３つの発光素子からの光がほぼ均等に混合される。そして、これをライトガイドで受けることになる。このとき、平面板２２からの射出光は四方八方に分散されるので、板とライトガイドとの間隔が離れすぎると板からの射出光が大きく広がってしまって、ライトガイドに入射できない光が増えるので、板とライトガイドとはなるべく近づけて配置することが好ましい。
又、平面板２２の表面に細かい溝パターンをエッチング等の手法により刻んで、光の回折効果を利用した拡散作用を備えてもよい。
このように平面板２２を用いれば、発光素子のレイアウトの自由度が大きく、光源部１１をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
図５（ａ）は回折型光学素子ＤＯＥ(Diffractive Optics Element)を用いて光源部１１の集光光学系を構成した例を示す図である。光源部１１に備えられる光源１５としては、夫々発光スペクトルの異なる複数の発光素子（赤色発光素子Ｒ，緑色発光素子Ｇ及び青色発光素子Ｂ）を略球面形状の基板１５ａ上に同心円のアレイ状に配列したものを用いた。光源１５から射出された光は、光源１５側に回折面を向けて配置されたＤＯＥに入射するようになっている。
ＤＯＥとは、ガラス若しくはプラスチック等からなる基板の表面に図６（ａ）に示すような断面形状が鋸状になるように加工された光学素子のことである。実際には、完全に鋸状に加工することは困難であり、図６（ｂ）に示すように、エッチングにより階段状にして近似させ回折面を形成している。このような回折型光学素子はピッチｄを自由に変化させることによって、様々な作用を備えることが可能である。本実施例に用いられるＤＯＥは、図７（ａ）に示すように、入射光を混合する作用を有するものである。
【００２１】
又、一般の光学レンズに入射した光線はスネルの法則に従って屈折するが、ＤＯＥに入射した光線は回折の法則に従って屈折することになる。即ち、図７（ｂ）に示すように、波長の短い光線よりも波長の長い光線の方が屈折角が大きくなる。このため、本実施例に用いる光源１５は、赤色，緑色，青色の光を個別に発光する発光素子（ＬＥＤ）を略球面形状の基板１５ａ上に同心円状に配列した。このとき、ＤＯＥに対して最も光線の入射角が大きくなる基板１５ａの外環部には波長の長い赤色光を発光する赤色発光素子Ｒを配置し、それよりも波長の短い緑色光を発光する緑色発光素子Ｇ及び青色光を発光する青色発光素子Ｂは、ＤＯＥへの光の入射角がより小さくなる基板１５ａの中環部，内環部に夫々配置するようにした。このように、ＤＯＥで発生する色収差を考慮してこれらを補正するように発光素子を配置したので、３色の光線をムラなく混合することができる。又、ＤＯＥはごく薄い平面ガラス基板状に容易に回折面を形成することができるので、光源光学系を非常にコンパクトに構成することが可能である。
【００２２】
図５（ｂ）は、ＤＯＥを含んだ光源光学系を内視鏡の先端部に配置した例を示す図である。内視鏡の先端部は、細長の空間の中に照明光学系をはじめ対物光学系，電子撮像部及び鉗子口等が既に設けられているため、これらの他に新たに光源光学系を設けることは内視鏡の先端部の太径化を招く原因となる。そこで、本実施例では、照明光学系の直前にごく薄いガラス基板に回折面を形成したＤＯＥを光源光学系として配置し、本来照明光学系が占める空間の中に光源光学系を共存させたことで内視鏡先端部を従来どおり細径のまま光源を内視鏡先端部に配置することを可能にした。このとき、赤色，緑色，青色の光を夫々発光する赤色発光素子Ｒ，緑色発光素子Ｇ及び青色発光素子Ｂは、照明光学系及び光源光学系の光軸方向に相互に位置をずらして配置される。このように配置することは、細長のごく限られた空間を無理なく利用するためには非常に有効である。又、ＤＯＥで発生する色収差を補正するために波長の長い光を発生する発光素子ほど、ＤＯＥに対する傾き角を大きくして配置した。
【００２３】
ＤＯＥを通過した光は光軸に対して略平行な光束となるが、照明光学系により発散され観察対象物に向けて照射されるため、観察視野の中心から周辺部に至るまで明るい像を得ることが可能になる。尚、ＤＯＥは光を発散させる作用を備えることもできるため、照明光学系として前記光を発散させるタイプのＤＯＥを用いれば、光源から照明光学系までを更にコンパクトに構成することが可能になる。
【００２４】
尚、光源部１１には、白色光を発する発光素子や、小型のランプを用いてもよく、この場合、各々の光源の発光量を調整することにより、所望の光量を得ることができる。しかし、キセノンランプ等は観察に用いる光（可視光）以外に、赤外域，紫外域等広い波長域に亘る発光スペクトルを有しているため、観察に不要な光も発生されることになり、この分だけ消費電力が増え無駄である。よって、電力の使用効率を考慮すれば、必要な光線のみを発生する発光スペクトル幅の狭い光源を用いることが好ましい。
【００２５】
更に、本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、電源が備えられた光源部１１をユニット化し、外付けＴＶカメラ１０との着脱ができるように構成することも可能である。この場合、複数の外付けＴＶカメラに対して光源部１１を共通に用いることが可能となる。又、外付けＴＶカメラの機能のみを利用したい場合には、光源１１を取外して使用することも可能である。更に、光源部１１がユニット化されていれば、光源部１１を取外して据置型大光量光源に収納し、据置型大光量光源の補助光源としても使用することができる。
このように、光源部１１をユニット化して構成すれば、必要に応じて外付けＴＶカメラ１０から取り外すことができ、補助光源としても使用可能であるため、優れた汎用性を備えることができる。又、前記据置型大光量光源内に収納して用いる場合には、光源部１１に備えられた電源への充電が常時行われるようにすることで、電源切れを防止し、安定した内視鏡観察が可能になる。
【００２６】
第２実施例
図８は本実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの概略構成を示す図である。本実施例のシステムでは、電源３０と光源部３１とが別体に構成されている。電源３０は外付けＴＶカメラ１０内に設けられ、光源部３１は内視鏡本体１のジョイント部８に接続されている。この光源部３１は図２乃至５の何れかに示された集光光学系を備えて構成されている。又、電源３０からの電力は電源ケーブル３２を介して光源３１に供給されるようになっている。尚、この他の構成は第１実施例と同様である。
このような構成では、ライトガイドケーブルが不要となり、光源３１から発せられた光が内視鏡本体１に至るまでに光量のロスを生じることがないため、内視鏡の照明光の照度が低下するのを完全に防止することができる。又、比較的長いライトガイドケーブルが使用されていた従来のシステムでは、ライトガイドケーブルの構成上必要以上に折り曲げられたりする等の負荷が加わると、内部のファイバ繊維が断裂して光を伝送することができなくなってしまうため、長い間使用した場合の伝送光量の低下は避けられなかったが、本実施例のシステムによればこのようなことはない。
【００２７】
第３実施例
図９は本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムの概略構成を示す図である。本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムでも、電源３０と光源部３１とは別体に構成されている。光源部３１は外付けＴＶカメラ１０内に設けられ、図２乃至５の何れかに示された集光光学系を備えて構成されている。又、電源３０は外付けＴＶカメラ１０からの電気信号を画像化するＴＶプロセッサ６内に設けられている。更に、電源コードは、外付けＴＶカメラ１０とＴＶプロセッサ６とを接続する電気信号ケーブル５内に収納され、これにより電源３０と光源部３１とが接続されている。光源部３１と内視鏡本体１のジョイント部８とは第１実施例に示されたものと同様にごく短いライトガイドケーブル１４によって接続されている。
このように構成された本実施例のシステムでは、比較的容積が大きく重量のある電源３０をＴＶプロセッサ６内に収納したため、外付けＴＶカメラ１０を軽量，コンパクトに構成することができる。
【００２８】
第４実施例
図１０は本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムの概略構成を示す図である。本実施例のシステムでも、電源３０と光源部３１とは別体に構成されている。そして、電源３０は、第３実施例と同様に、ＴＶプロセッサ６内に設けられており、光源部３１は、図２乃至図５の何れかに示された集光光学系を備えて構成され、内視鏡本体１のジョイント部８に接続されている。又、外付けＴＶカメラ１０内には電源ジョイント部３３が設けられ、この電源ジョイント部３３とＴＶプロセッサ６内の電源３０とは電気信号ケーブル５に収納された電源ケーブルによって接続されている。更に、光源部３１は電源ジョイント部３３と電源ケーブル３２を介して接続され、電力の供給を受ける。
従って、本実施例のシステムでも、ライトガイドケーブルを用いる必要がないため、光源部３１からの光の伝送ロスを生じることはなく、而も、外付けＴＶカメラ１０を殆ど従来の構造から変更することなく使用することができるため、コスト的にも有利である。
【００２９】
第５実施例
図１１は本実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの内視鏡本体の概略構成を示す図である。
一般に、外光の届かない人体内部やパイプ等の隔壁で覆われた物体内部を観察する内視鏡観察装置には、光を供給するため内視鏡照明系が組み込まれている。この内視鏡照明系は、観察対象物を照明するための光を供給する光源と、この光源からの光を内視鏡先端部まで伝達する光伝送部と、内視鏡先端部に観察対象物と対向するように配置され観察視野内を中心部から周辺部に至るまで明るく照明する照明レンズ系とにより構成されている。内視鏡を用いた観察の際には、光源装置と観察者の近傍にモニタ等と共に据え置き、内視鏡本体から延長されたライトガイドケーブル若しくは内視鏡本体とは分離されたライトガイドケーブルを使用して、内視鏡本体と光源装置とを結び、内視鏡先端部まで光を導いている。
【００３０】
ところで、内視鏡本体には、観察部位へ挿入される部分が自在に湾曲可能な軟性鏡と湾曲不可能な硬性鏡との２種類がある。そのどちらにおいても、観察部位への挿入性の向上や低侵襲性を実現するために、観察部位へ挿入される部分の更なる細径化が図られている。よって、この細径化された部分において、照明システムが占有できる空間は非常に限定されたものとなる。その対策としては、ライトガイドの占める割合を従来の同種の内視鏡よりも大幅に削減する必要がある。しかし、ライトガイドの割合を削減することは、観察対象物を照明するのに十分な光量を光源から内視鏡先端部まで導くことに支障をきたし、観察視野内を明るく照明することは困難になる。又、内視鏡先端部の細径化によって照明レンズ系を配置することも困難になる。
【００３１】
かかる不具合を解決する手段としては、内視鏡先端の周辺部のライトガイド光の出射端をリング状に構成することで、照明レンズ系を用いずに照明配光を確保する方法が知られているが、この方法のみでは観察に十分な配光を得ることができない。これは、内視鏡に用いられるライトガイドの開口角（ω）が２０〜４０°と比較的狭いのに対して、内視鏡の観察視野角（２θ）が８０〜１４０°もあることによる。内視鏡の観察では、まず、観察範囲全域をみて特定の観察部位を定め、その後に特定の観察部位に内視鏡先端部を接近させて細かい観察を行うのが一般的であるが、特に、観察範囲全域を見渡す際に照明光量及び配光の不足が顕著となる。
【００３２】
本実施例では上記のような問題点に鑑み、内視鏡の先端及び挿入部を細径に構成でき、而も観察視野内の照度を十分に確保できる内視鏡ＴＶ観察システムを提供するものである。
図１２は従来の内視鏡ＴＶ観察システムに使用されている照明系の光伝送部の構成を示す図であるが、複数のファイバ素線を束ねてその両端面を接着，加工したライトガイドファイババンドル（以下、ＬＧバンドルと称する）が用いられている。内視鏡の先端部が細径化され、内視鏡先端部に配置されるＬＧバンドルを構成するファイバ素線の量が削減されると、これに伴って、内視鏡の構造的に細径化を図る必要のない操作部やライトガイドケーブルに配置されるＬＧバンドルまでもファイバ素線の量が減少してしまうことになる。
そこで、本実施例において用いられる照明系では、光伝送部を光源側の光入射端面から内視鏡先端部の光射出面までの間の任意の位置Ｐで２つの部分に分割し、各々の部分に最適な光伝送体を配置することで内視鏡の細径化に伴う照明光量及び配光不足を解消している。
【００３３】
図１３（ａ）〜（ｄ）に本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡照明系の光伝送部の構成を示す。図１１に示された内視鏡本体において、光源側の光入射面から任意点Ｐまでの間の光伝送部をα、任意点Ｐからの内視鏡先端部の光射出端面までの光伝送部をβとする。図１３（ａ）に示された光伝送部は、従来のＬＧバンドルに代えて単ファイバーが用いられており、光伝送部αでは光入射端面から任意点Ｐまでの間における光の入射端面と平行な断面の断面積Φn が線型的若しくは非線型的な規則に従って減少していくように形成され、光伝送部βでは任意点Ｐから光出射端面までの間で光出射端面と平行な断面の断面積Φn ’が一律に等しくなるように形成されている。
【００３４】
ここで、光源からの光を受光する光入射端面に着目する。図１４（ａ）に従来の内視鏡に用いられるＬＧバンドルの光源と対向する側の摸式図を示す。一般に、大きさをもった発光体から射出された光を集光光学系でＬＧバンドルの端面に集光させても１点には集光せずに広がりをもつため、光を多く取り込むためには、ＬＧバンドルの入射端面積をできるだけ大きくすることが望ましい。又、ＬＧバンドルは複数のファイバ素線を接着剤で固着させているため、光入射端面では図１４（ｂ）に示すように、ファイバの素線と素線との間に接着剤が隙間なく充填された状態になる。光入射端面に入射する光のうち、接着剤の部分に当たった光は反射されるか接着材に吸収されてしまい、伝送されることはない。従って、入射端面積のうち接着剤の占める割合だけ光量のロスが生じることになる。この光量ロスを改善するためには、光入射端面から接着剤等によって光が通らない部分をできるだけ削減すことが望ましい。
【００３５】
本実施例では、これらの点を考慮して、ＬＧハンドルに代えて単ファイバを用い、光伝送部αの範囲においては、光入射端面の面積Φ1 が最も大きくなるように形成されている。これによって、光入射端面で取り込める光量は従来のＬＧバンドルと比較して大幅に増加する。又、ＬＧバンドルを構成するファイバ素線に入射した光は内視鏡の先端部へ伝送されるまでに、ファイバー側面との間で何度も反射を繰り返し、その度に光量ロスが生じるが、本実施例のように単ファイバを用いることで、ファイバ側面との間の光の反射回数を大幅に低減させ、光量ロスを抑制することが可能になる。
更に、本実施例に用いられる光伝送部は、光入射端面から任意点Ｐに向かって断面積を徐々に減少させ、単ファイバを略テーパ状に形成している。よって、光入射端面に入射した光は光伝送部αの領域内で全反射を繰り返すことにより、光入射端面に入射したときよりも単ファイバの光軸に対して角度をもつようになり、光出射端面から出射する光の配光分布を向上させることができる。
【００３６】
光伝送部βの領域においては、内視鏡の先端部の細径化に対応させて単ファイバを極細に形成した。このように単ファイバを極細に形成することで、単ファイバに可撓性を備えることができるので、先端部の湾曲を必要とする内視鏡の光伝送部にも用いることができる。
尚、光入射端面の面積をΦ1 ，光出射端面の面積をΦ2 とすれば、本実施例において用いられる単ファイバは、
Φ1 ＞Φ2 
の関係を満足していることが必要である。
【００３７】
又、人体の中でも消化器や気管支等の湾曲部の多い箇所を観察する医療用内視鏡や複雑な細管の内部を観察する工業用の内視鏡では、少なくとも観察部位に挿入する部分には十分な可撓性を備えることが必要となる。前述のＬＧバンドルと単ファイバとを比較した場合、光の伝送効率の面では、単ファイバの方が大変有利であるが、可撓性の面ではＬＧバンドルの方がはるかに優れている。そこで、少なくとも十分な可撓性が必要とされる部分に配置される光伝送部には優れた可撓性を有するＬＧバンドルを使用して、従来のものよりも大幅に光の伝送能力を向上させることも本実施例の目的の一つである。
【００３８】
この目的を達成するために形成されたのが図１３（ｂ）に示す光伝送部である。この光伝送部は、任意点Ｐによって、あまり可撓性が必要でない光伝送部αを少なくとも観察部位に挿入する部分のように十分な可撓性をもたせる必要がある光伝送部βと分割し、光伝送部αの領域ではＬＧバンドルに熱を負荷することでファイバ素線同士を融着させ、略単ファイバ形状に構成している。このように構成することによって、光入射端面での光の取り込み効率と光伝送部αの領域内での光の伝送効率を向上させることができる。光伝送部βの領域では可撓性を優先させるためにＬＧバンドルを用いているため、複雑な湾曲形状を呈する観察部位に対して良好な挿入性を得ることができ、而も内視鏡での観察部位を明るく照明することが可能になる。又、図示しないが、図１３（ａ）に示した光伝送部と同様に、光入射端面積を光射出端面積より大きく構成し、光入射端面から任意点Ｐまでの融着部分を略テーパ状に構成すれば、更に明るく広配光域を有する内視鏡ＴＶ観察システムの光伝送部を実現できる。
【００３９】
尚、このとき、光伝送部αの領域の融着ファイバ部分を１本のファイバ素線とみなすと、図１３（ｂ）に示す光伝送部において、光伝送部αのファイバ素線数ｎ1 と光伝送部βのファイバ素線数ｎ2 との間に、
ｎ1 ＜ｎ2 
の関係が成立する。
【００４０】
図１３（ｃ）に示す光伝送部は、同図（ｂ）に示した構成において、光伝送部α，βを構成する光伝送体を別体として構成したものである。この光伝送部は、光伝送部αの領域は単ファイバロッドレンズで構成し、光伝送部βの領域を細長のＬＧバンドルによって構成している。
ここで、光伝送部αの領域で許容される以上の曲げ負荷がかかり、光伝送部αを構成している光伝送体が破損してしまった場合を考える。この場合、光伝送体の交換が必要となるが、その際、図１３（ｂ）に示した光伝送部では破損した光伝送部αの領域に加えて破損していない光伝送部βの領域も同時に交換する必要がある。これに比べ、図１３（ｃ）に示した光伝送部では、光伝送部αの領域を構成する光伝送体のみを交換すればよく、メンテナンス性に優れている。
尚、図示しないが、光伝送部αを構成する光伝送体と光伝送部βを構成する光伝送体の間に、光伝送部α側からの光を光伝送部β側へ集光する集光光学系を設ければ、光伝送体の分割部分での光の接続効率を向上させることが可能なため、より良好な内視鏡ＴＶ観察システムにおける光伝送体を実現することができる。
【００４１】
図１３（ｄ）に示す光伝送体は、光伝送部α，βの双方をＬＧバンドルで構成する場合にも、観察に十分な光量を提供可能とした例を示すものである。
光伝送部αを構成するＬＧバンドルは光源からの光をできるだけ多く任意の分割点Ｐまで伝送することを目的としているため、可能な限りファイバ素線を束ねて太長に形成される。一方、光伝達部βを構成するＬＧバンドルは内視鏡先端部の細径化に対応させて、光伝送部αを構成するＬＧバンドルよりもファイバ素線の数を減らして細長に形成される（以下、夫々光伝送部α，βを構成するＬＧバンドルを単にＬＧバンドルａ1 ，ｂ1 と略称する）。従って、ＬＧバンドルａ1 の光出射端面積Φ3 とＬＧバンドルｂ1 の光入射端面積Φ4 との関係は、
Φ3 ＞Φ4 
となり、ＬＧバンドルａ1 によって伝送された光をＬＧバンドルｂ1 に入射させる際に大きな光量ロスを生じてしまう。この対策としては、ＬＧバンドルａ1 とｂ1 の間に集光光学系を設け、ＬＧバンドルａ1 によって伝送された光を効率よくＬＧバンドルｂ1 側に入射させるようにしている。又、集光光学系によって集光された光はＬＧバンドルｂ1 の光入射端面に対して大きな入射角度を保持したまま入射することになる。
【００４２】
図１５に図１３（ｄ）に示された光伝送部の分割部の拡大図を示す。いま、ＬＧバンドルａ1 の光出射端面からの出射光のうち、出射角が最も大きい光線が集光光学系で集光されてＬＧバンドルｂ1 の光入射端面に入射する場合を考える。このとき、ＬＧバンドルａ1 からの光線の出射角θ1 とＬＧバンドルｂ1 への光線の入射角θ2 との関係は、集光光学系の集光作用により、
θ1 ＜θ2 
となる。又、ＬＧバンドルｂ1 がこの光線を光入射端面から取り込んで内視鏡の先端部まで伝送するためには、少なくともＬＧバンドルｂ1 の開口角ＮＡ2 をθ2 以上とする必要がある。一方、ＬＧバンドルａ1 の開口角ＮＡ1 はθ1 であれば十分である。よって、光線を内視鏡先端部まで伝送する際の光量ロスを抑制するためには、ＬＧバンドルａ1 の開口角ＮＡ1 とＬＧバンドルｂ1 の開口角ＮＡ2 とは、少なくとも、
ＮＡ1 ＜ＮＡ2 
の関係を満足していることが好ましい。
【００４３】
ＬＧバンドルａ1 の開口角をＬＧバンドルｂ1 の開口角ＮＡ2 と等しくしても良い。この場合でも、ＬＧバンドルａ1 とＬＧバンドルｂ1 との間に配置される集光光学系の集光作用によって、ＬＧバンドルａ1 からの光線の出射角θ1 よりもＬＧバンドルｂ1 への光線の入射角θ2 の方が大きくなることを考慮して、光源からの光をＬＧバンドルａ1 に集光させる光源光学系の集光角度を決める必要がある。即ち、ＬＧバンドル間に配置される集光光学系は、ＬＧバンドルｂ1 への光線の入射角θ2 がＬＧバンドルｂ1 の開口角ＮＡ2 にほぼ等しくなるように形成し、光源光学系は、光学系で集光される光線の角度分布のうち、前記出射角θ1 以内の集光角度を有する光線で占められる割合が少なくとも２／３以上になるように考慮して形成する。
【００４４】
このように、各集光光学系の集光角度と光伝送体のもつ開口角の関係を考慮して、光源から内視鏡先端部までを１つのつながりをもった系とみなして、光量ロスを抑制することで、観察に十分な照明光量と配光を供給する照明システムの構築が可能となる。したがって、光伝送部α，βの双方をＬＧバンドルで構成する場合でも、ＬＧバンドルａ1 の開口角ＮＡ1 とＬＧバンドルｂ1 の開口角ＮＡ2 の関係が、
ＮＡ1 ≦ＮＡ2 
を満足するように構成すれば良い。尚、図示ないが、ＬＧバンドルａ1 ，ｂ1 の光入射端面近傍を図１３（ｂ）に示したように融着して単ファイバの如くに成し、前記光入射端面でのコア部分の占有率が８０％以上となるように構成すれば、各々の光入射端面での光の取り組み効率を更に向上させることができる。
【００４５】
また、前記ＬＧバンドルａ1 の光入射端面でのコア部分の占有率が８０％以上となるように構成し、光の取り組み効率と伝送効率を向上させた別の例を以下に説明する。
一般的な内視鏡のＬＧバンドルに用いられるファイバ素線は、繊維径が０．０２〜０．０５ｍｍである。例えば繊維径０．０３ｍｍのファイバ素線を例にとると、コア径は０．０２５〜０．０２８ｍｍであり、コア占有率は約６９〜８７％になる。ところが、前記のファイバ素線をＬＧバンドルとして加工した場合には、ＬＧバンドルの光入射端面に対するコアの占有率は５０〜７０％に低下する。これは、前記光入射端面に占めるコア部以外の部分、すなわち、クラッド部及び素線と素線との間にできる隙間部分の割合が高いからに他ならない。また、ＬＧバンドルに入射した光は、コア部とクラッド部の境界で全反射を繰返してＬＧバンドルの出射端まで伝送されるが、全反射を繰り返していくうちに光が散乱されたり吸収されて光量が減衰するため、できるだけ全反射回数を少なくするＬＧバンドルの構成が好ましい。そこで、本実施例では、ファイバ素線のコア径を０．１ｍｍ以上としてコア部の面積を拡張し、従来用いられているものよりもコア占有率を高めたファイバ素線をＬＧバンドルとして加工し、前記ＬＧバンドルａ1 として使用した。このとき、ファイバ素線状態でのコア占有率は、９２％以上に高めることができ、ＬＧバンドルの光入射端面に対する占有率も８０％以上とすることができる。また、コア径を大きくすることで、光伝送時の全反射回数を従来のものと比べて大幅に少なくすることができる。
【００４６】
このように、前記ＬＧバンドルａ1 のような余り大きな曲げ負荷がかからず太長に形成することができる光伝送部に対しては、ファイバ素線のコア径を０．１ｍｍ以上としたＬＧバンドルを用いることで、従来のものよりも光の取り込み効率と伝送効率を向上させた内視鏡照明システムを構築することができる。
また、下水管などの太くて長いパイプの内壁を検査したり災害時に瓦礫の下に広がった空間に挿入して閉じ込められた人間を捜索する等の目的で使用する内視鏡にあっては、内視鏡先端挿入部の細径化は必要無く、むしろ入射端から出射端までの光伝送部を比較的太く長尺に形成して、できるだけ遠方まで大光量を伝送することが課題となる。この場合は、光伝送部を２つ以上に分割する必要は無く、上記ファイバ素線のコア径を０．１ｍｍ以上としたＬＧバンドルをそのまま用いれば良い。また、ＬＧバンドルを長尺化する場合には、伝送損失特性が５０ｄＢ／ｋｍ以下のファイバ素線を用いてＬＧバンドルを構成することが望ましい。上記特性をもつ１０ｍのＬＧバンドルを用いて光を伝送する場合、ＬＧバンドルへ入射した光量のおよそ９０％を出射側で受け取ることができるという従来のこの種の内視鏡の照明に比べて非常に明るい照明を実現することができる。
【００４７】
第６実施例
図１６は本実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの内視鏡本体の概略構成を示す図である。本実施例のシステムには、内視鏡本体とライトガイドケーブルとが分離可能であって、観察を行う際にはライトガイドケーブルを内視鏡本体に設けられた接続部に接続して光源からの光を内視鏡先端部まで導いて照明を行う内視鏡照明系が備えられている。又、本実施例のシステムでは、ライトガイドケーブルを用いずに前記接続部に小型の光源装置を直接取付けて内視鏡先端部へ光を供給し照明を行う内視鏡照明系において、前記内視鏡本体に配置されている光伝送部に改良を加えることにより、従来のこの種の内視鏡よりも内視鏡先端部を細径化し、而も明るい照明を行うことを可能にしている。
【００４８】
内視鏡はその構造上、内視鏡先端部をはじめとしてできる限り細く形成されることが望ましい部分と、内視鏡の把持部や操作部のように、把持，操作のし易さを優先させて体積的に余裕をもって形成される部分との２つに分かれる。そこで、前者と後者との境界近傍に分割点Ｐをとり、前者に設置される光伝送部をβ、後者に設置される光伝送部をαとする。尚、ライトガイドケーブルとの接続部分は、光伝送部α側に設置される。
図１７には従来のこの種の内視鏡に用いられる内視鏡照明系の光伝送部を構成するＬＧバンドルを示す。ここに示すように、従来の内視鏡の光伝送部は、１本のＬＧバンドルで構成されているため、内視鏡先端部の細径化に伴ってＬＧバンドルの量を減らすと、伝送可能な光の量が大幅に減少してしまう。
【００４９】
次に、図１８（ａ）〜（ｃ）に本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムに用いられる内視鏡照明系の光伝送部の構成を示す。図１８（ａ）に示す光伝送部は、分割点Ｐで光伝送部α，βを分割し、更に、光伝送部α，βは夫々単ファイバにより構成されている。光伝送部αを構成する単ファイバ（以下、単ファイバａ2 と称する）は、ライトガイドケーブルの接続部に設けられている図１９（ａ），（ｂ）に示すような集光光学系に対向する光入射端面の面積Φ5 が最も大きくなるように形成し、光入射端面から分割点Ｐに向かって光軸と垂直な方向の断面積を徐々に減少させ、略テーパ状に構成したものである。
尚、図１９（ａ）は可撓性を有しない単ファイバを用いる場合に採用される接続部の集光光学系、同図（ｂ）は可撓性を有する単ファイバを用いる場合に採用される接続部の集光光学系の構成を示している。
一方、光伝送部βを構成する単ファイバ（以下、単ファイバｂ2 と称する）は、光入射端面の面積Φ7 を単ファイバａ2 の光出射端面の面積Φ6 以上になるように形成し、内視鏡の先端方向に向かって徐々に単ファイバｂ2 の光出射端面の面積Φ8 に近づくように単ファイバの一部を略テーパ状に構成した。又、単ファイバｂ2 の開口角ＮＡ4 を単ファイバａ2 の開口角ＮＡ3 以上になるようにした。このように光伝送部を構成することによって、ライトガイド接続部と光伝送路の分割部での光の取り込み効率を向上させると共に、単ファイバｂ2 の光出射端から出射する光の配光角を大きくすることができる。
【００５０】
図１８（ｂ）に示す光伝送部は、同図（ａ）に示した光伝送部βをＬＧバンドルで構成したものである。このように光伝送部を構成しても、観察に支障をきたすことなく十分な明るさの照明光を供給することが可能になる。而も、内視鏡先端部等観察部位へ挿入する部分の可撓性も向上させることができる。
尚、図示しないが、光伝送部α，β間の分割点Ｐに集光光学系を配置してＬＧバンドルの入射端面への光の集光効率を向上させるためには、光伝送部αを構成する単ファイバー開口角ＮＡ5 と光伝送部βを構成するＬＧバンドルの開口角ＮＡ6 とは、
ＮＡ5 ＜ＮＡ6 
の関係を満足していることが好ましい。この条件を満足することによって、ＬＧバンドルの光入射端面での光の取り込み効率を向上させることが可能になり、より良好な照明系を提供することができる。
【００５１】
図１８（ｃ）に示す光伝送部は、同図（ａ）に示した光伝送部βをＬＧバンドルで構成し、このＬＧバンドルを光伝送部αを構成する単ファイバに融着させたものである。このように、光伝送部α，βを分離せずに融着接続したことにより、この部分での光の損失を殆ど解消することが可能になる。又、光伝送部βをＬＧバンドルで構成したことで、内視鏡先端部等観察部位に挿入する部分の可撓性を向上させることができる。
【００５２】
第７実施例
図２０（ａ）〜（ｃ）に本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムに用いられる内視鏡照明系の光伝送部の構成を示していて、（ａ）はその全体構成図、（ｂ）及び（ｃ）はライトガイド側と内視鏡本体側に分けた場合の光伝送部の側面図及び断面図を示している。
図２０（ａ）に示すように、本実施例のシステムには、細長で可撓性を有しない挿入部１’を備えた硬性内視鏡本体１”とライトガイドケーブル１７が分離可能であって、観察を行う際にはライトガイドケーブル１７を前記硬性内視鏡本体１”に設けられたジョイント部８に接続して光源からの光を前記硬性内視鏡本体１”まで導いて照明を行う内視鏡照明系が備えられている。従来のこの種のシステムとしては、例えば細い尿道に挿入して前立腺や膀胱の観察・処置を行う膀胱鏡等がある。膀胱鏡は細い尿道に挿入するために細長で可撓性を有しない挿入部１’を有しており、それに続く本体硬性部を含めて全体的に非常に軽量でコンパクトに形成することで観察者の操作性を向上させると同時に患者への負担を極力軽減するように考慮されている。一方、膀胱の内部は球面状に広がっており、丁度ゴムボールの空気穴に上記内視鏡の挿入部１’を挿入し、ボールの内側を観察するような結果になるため、観察視野周辺まで明るく照明するためには、十分な光量が必要となる。ところが、従来のこの種の内視鏡照明系では、光伝送部が内視鏡本体側とライトガイドケーブルに分離されており、光伝送部として第５実施例で説明したようなファイバ素線の繊維径が０．０２〜０．０５ｍｍのＬＧバンドルを用いているため、光源から内視鏡先端まで光を伝送する効率が悪く、観察のための十分な光量が得られない。これを改善するために比較的、太長に形成することが可能なライトガイドケーブル側のＬＧバンドルを構成するファイバ素線の数を増やし、かつ内視鏡本体側のＬＧバンドルを構成するファイバ素線の開口数をライトガイド側のファイバ素線より大きく設定することで、上記光伝送部の光の伝送効率を高めることができ、観察のために十分な光量を確保することが可能となる。しかし、この場合、ライトガイドケーブルを太長に形成してしまうことは、非常に軽量でコンパクトであることが要求されている膀胱鏡等の内視鏡システムでは、観察者の操作性を著しく悪化させる原因となり好ましくない。そこで、上記のような問題点を解決して観察視野を明るく照明することができ、しかも軽量・コンパクトな内視鏡観察システムを本実施例は提供するものである。
【００５３】
図２０（ｂ）に示されたライトガイドケーブル側の光伝送部では、従来のＬＧバンドルに代えて単ファイバを用いることで、光の伝送効率を従来の光伝送部に比べて大幅に向上させつつ、ライトガイドケーブル自体の細径化と軽量化を図った。これは、他の実施例で説明したように、光伝送体を単ファイバとすることで光入射端面での光の取り込み効率と、光を出射端側まで伝送する効率を高め、従来のライトガイドケーブルがＬＧバンドルのファイバ素線数を増やして太径にすることで確保していた光量を細径のまま得られるようにしたものである。
また、内視鏡本体側の光伝送部には、従来のようにライトガイドケーブル側の光伝送体の開口数ＮＡ7 と内視鏡本体側の光伝送体の開口数ＮＡ8 の関係が
ＮＡ7 ≦ＮＡ8 
となるようなＬＧバンドルを用いれば観察に支障のない光量と配光を確保することができる。このとき、本実施例の観察システムに使用される内視鏡が細長で可撓性を有しない挿入部を備えた硬性内視鏡であることを考慮して、第５実施例で示したようにファイバ素線のコア径を０．１ｍｍ以上としたＬＧバンドルを用いれば、内視鏡本体側での光の伝送効率を更に高めることができ、観察視野の周辺まで明るく照明することが可能になる。この場合、比較的、ＬＧバンドルを配置するのに必要な空間を確保し易い、内視鏡本体に設けられたライトガイドケーブルとの接続部付近ではＬＧバンドルは、図に示すようにそのまま配置できるが、前記細長の挿入部１’のようにＬＧバンドルをそのまま配置する空間が確保できない部分では、ＬＧバンドルをファイバ素線ごとに分離して配置することで、挿入部内のごく限られた空間を有効に利用して、細径な挿入部を有していながら、明るい照明が実現できる。また、膀胱鏡等の内視鏡システムでは、非常に軽量であることが求められることから、前記内視鏡システムの光伝送部に用いられる単ファイバ及びファイバ素線の材質としてガラスよりも比重の軽い光学プラスチックを用いることが好ましい。
【００５４】
図２０（ｃ）には、前記内視鏡システムを更に極細径化及びコンパクト化したときに好適な内視鏡照明系の光伝送部を示した。ライトガイド側の光伝送体には単ファイバを用いるが、入射端面側の断面積が出射側へ行くに従って減少するテーパ状とすることで、光の取り込み効率を向上させている。また、内視鏡本体側では、前記ライトガイドケーブル側の光伝送体の開口数ＮＡ7 と内視鏡本体側の光伝送体の開口数ＮＡ8 の関係式
ＮＡ7 ≦ＮＡ8 
を満たす開口数ＮＡ8 を持った単ファイバを配置した。その理由は、内視鏡の挿入部がφ１．５ｍｍ以下の極細径化になると、光伝送体としてＬＧバンドルを用いるよりも単ファイバにした方が光をロスなく内視鏡先端部へ伝送できる上に、上記挿入部内への組付けが容易に行えるという利点があるからである。
このように図２０（ｃ）に示した内視鏡の光伝送部を用いれば、極細径の挿入部を有する軽量でコンパクトな内視鏡システムにおいて、観察視野内を十分に明るく照明することができて、しかも組立性に優れた内視鏡システムを実現することができる。
なお、図２０（ｂ）（ｃ）には、図示しなかったが、ライトガイドケーブルと内視鏡本体を接続する部分には、ライトガイドケーブルからの光をロスなく内視鏡本体側へ導くために集光光学系を配置して、光の伝送効率を更に向上させるのが好ましい。
【００５５】
第８実施例
近年、内視鏡下外科手術が、一般的に行われるようになってきている。これは、内視鏡下胆嚢摘出手術に代表されるような体壁を切開することなく体腔内に内視鏡と処置具を挿通するだけで内視鏡による観察を行いながら処置具を操作し、臓器の切除等の処置を行うものである。このような手術においては、患者を載せた手術台の周辺を清潔域とし、消毒等の手段で滅菌しているもの以外を清潔域の中へ入れることは許されない。また、手術台の周りには、手術を行う医師の行動を制限し、作業性を著しく損なうような障害物を置くことも許されない。したがって、従来の内視鏡を用いた診察時のように、医師及び患者の近傍に光源装置とＴＶプロセッサとモニタを収納した移動自在なラックを設置する方法はとれない。
【００５６】
また、このような手術における内視鏡観察では、体腔内の広い空間を明るく照明することが不可欠であるため、光源から多量の光量を内視鏡の先端部まで伝送することができる内視鏡照明系を構築することが必要となる。また、内視鏡観察では、体腔内を広範囲に亘って観察し、体腔内に挿入している処置具と患部の位置関係等を全体的に把握するための内視鏡と、処置を行っている間、患部を拡大して細部を観察するための別の内視鏡というように数種類の内視鏡を一度に使用しなければならないことがある。本実施例は、このような条件に対応できる内視鏡照明系を提供するものである。
【００５７】
図２１は、本実施例の内視鏡観察システムに用いられる内視鏡照明系の光伝送部の構成を示す図である。本実施例のシステムは、手術台周辺の清潔域から離れた場所に配置された光源１６からの光をライトガイドケーブル１７によって手術台近傍まで伝送し、さらに接続部１８を介して複数のライトガイドケーブル１９に光学的に接続されるように構成したものである。
ライトガイドケーブル１７は、前記のように手術台から離れた場所に配置された光源１６からの光を手術台近傍に設置された前記接続部１８まで導いてくるため、その全長は少なくとも１０ｍ程度必要になる。また、ライトガイドケーブル１７及び前記接続部１８は手術を行う医師の邪魔にならないように配置する必要があるため、例えば手術台上方の空間に天井懸下式に屈曲自在なアームが設置されており、上記アーム先端部に前記接続部が配置され、上記アームの内部にライトガイドケーブル１７が収納されているような形態がとられることになる。そのため、ライトガイドケーブル１７は、ある程度の可撓性も持ち合わせている必要がある。
【００５８】
以上のように、ライトガイドケーブル１７に対する必要条件を満たし光源１６から多量の光量を前記接続部１８まで伝送することができる光伝送体として、本実施例では以下の２種類の光伝送体を用いた。その１つとして、第５実施例に示したようなファイバ素線のコア径が０．１ｍｍ以上で伝送損失特性が５０ｄＢ／ｋｍ以下であるＬＧバンドルを用いることで、光源１６から１０ｍ離れた前記接続部１８まで多量の光量を伝送できて、しかも可撓性のあるライトガイドケーブル１７を構成することができる。
上記の特徴をもつＬＧバンドルは、光入射端面でのコア占有率を８０％以上に高めることができるので、ＬＧバンドルへ多量の光を入射させることが可能となり、さらに光を１０ｍに亘って伝送しても、伝送ロスを１０％程度に抑えることができるので、ＬＧバンドルの出射側ではＬＧバンドルへ入射した光をほとんどロスなく取り出すことが可能である。
もう１つの例として、可撓性チューブ内にこのチューブの屈折率よりも大きな屈折率を有する透明液体を充填し、チューブの両端開口部に透明な窓部材を取り付けてなる液体ライトガイドを用いることで上記ライトガイドケーブル１７に対する必要条件を満足することができる。
【００５９】
液体ライトガイドは、単ファイバとみなすことができるから、前記ＬＧバンドルと同じ外径を有する場合、前記ＬＧバンドルよりも更に多量の光を入射させることができ、また伝送時の全反射回数を減らして、伝送時におこる光量ロスを抑えることができる。また、可撓性チューブ内に光透過性の透明液体が封入されているので、ある程度の曲げ負荷にも十分に耐えられる。
このように、液体ライトガイドを使用する場合でも、前記ＬＧバンドルを使用したときと同等以上の光量を伝送することができ、ライトガイドケーブル１７との接続部１８を介して接続された複数の内視鏡がそれぞれ明るく照明することが十分可能な光を供給することができる。
なお、液体ライトガイドに封入されている透明液体は赤外線等のある特定の波長の光を吸収する特性を有するものがあり、上記液体が吸収した光の影響で変質して光の伝送性能が著しく損なわれることがある。この場合、光源光学系に上記吸収波長の光を除去する手段を設けて性能の劣化を防止し、耐久性の良い光伝送部を実現している。
【００６０】
図２２（ａ）は、ライトガイドケーブル１７と複数のライトガイドケーブル１９を接続する光学系の例を示した概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）における光路分割ミラー４２のミラーの構成を示す図である。
図２２（ａ）において、ライトガイドケーブル１７により伝送されてきた多量の光は接続光学系４０によって、複数のライトガイドケーブル１９へ分割供給される。
図２２（ｂ）に示すように、接続光学系４０は、全反射ミラー４１と、光路分割ミラー４２と、全反射ミラー４３と、集光光学系４４，４５とから構成される。
以下、図２２（ａ）を用いて接続光学系４０の光の通過経路について説明する。
ライトガイドケーブル１７から出射した光は、全反射ミラー４１で全反射され、光路分割ミラー４２で光路１と光路２に分割されて、集光光学系４４，４５によって複数の（２本の）ライトガイドケーブル１９の光入射端面に夫々導かれる。
光路分割ミラー４２は、図２２（ｂ）に示すように、全反射ミラー４２ａ，半透過ミラー４２ｂ，及び全透過窓４２ｃの少なくとも３つの形態が選択可能に構成されている。例えば光路分割ミラー４２は、光路１のみに複数のライトガイドケーブル１９の内の１本が接続された場合には、全反射ミラー４２ａが自動的に選択される機構を有している。また、接続光学系４０に複数のライトガイドケーブル１９が全く接続されない場合には、光源光学系側に設けられたシャッターが閉じてライトガイドケーブル１７への光の供給を停止する機構を有している。
【００６１】
また、光路分割ミラー４２は、透過する光量と反射する光量の割合を更に細かく選択できるように構成しても良い。
また、光路中には光量調整絞りが設けられ、複数のライトガイドケーブル１９への光の供給量を調整できるようになっている。
さらにライトガイドケーブル１７と光路分割光学系の間に、ビーム整形光学系を設けて光束の広がりを整形するようにすれば、接続光学系４０での光量ロスを防止することができると共に接続光学系４０をコンパクトに構成することもできる。
以上のように光を長距離に亘って伝達するのに最適な光伝送体を用いてライトガイドケーブル１７を構成し、さらに上記に示した接続光学系４０を用いて、複数のライトガイドケーブル１９へ光を供給できるようにすることで、内視鏡下外科手術に対応できる内視鏡照明系を提供することができる。
【００６２】
第９実施例
内視鏡照明系は、観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部へ伝送する光伝送部と、この光伝送部によって伝送された光を観察対象物へ向けて照明する照明光学系で構成される。このような内視鏡照明系において、内視鏡の先端部側で観察対象物を明るく照明するのに十分な光量を得る手段として、前記光伝送部を構成する光伝送体に内視鏡の各部分の構造に最も適したものを選択して用いることで、光の伝送効率を総合的に高める方法を示したが、本実施例では、また別の手段を用いて所望の明るさを得る方法を示す。
【００６３】
内視鏡光源光学系は、光を発光する発光部と、前記発光部からの光を内視鏡の光伝送部の光入射端面へ集光する集光光学系より構成される。前記集光光学系は言い換えると、発光部の像を前記光入射端面へ投影する光学系であり、投影倍率によって前記光入射端面での光束径が決まる。また、前記集光光学系の焦点距離によって前記光入射端面への光線の入射角度が決まる。
そこで、本実施例では、前記光入射端面を有する光伝送体のもつ開口数と光入射端面の外径を考慮して、内視鏡光源光学系からの光が前記光伝送体に最も効率良く入射するように内視鏡光源光学系を構成することで、内視鏡先端部で所望の明るさを得るものである。
【００６４】
図２３は、本実施例の内視鏡ＴＶ観察システムに用いられる内視鏡光源光学系の構成を示す図である。
本実施例における内視鏡光源光学系は、発光部５０と、集光光学系５１と、反射ミラー５２と、光伝送体とから構成される。
図２４は、図２３における発光部５０の大きさを示す説明図であって、（ａ）は放電タイプの光源の場合の発光部の大きさＬ、（ｂ）はフィラメントの光源の場合の発光部の大きさＬを夫々示している。
以下に本実施例の内視鏡光源光学系の発光部の大きさの関係について説明する。
図２３及び図２４において、発光部５０の像を前記光伝送体の光入射端面に等倍率で投影する集光光学系５１と前記光入射端面外径Ｄ1 と光源の発光部５０の大きさＬの関係は
１．０≦Ｄ1 ／Ｌ≦１．５                              （１）
で規定される。集光光学系５１の投影倍率を１倍とすることで集光光学系５１で発生する諸収差をほとんど発生させることなく発光部５０の像を前記光入射端面に投影させることができる。このため前記光入射端面近傍では、光束を光軸に対して垂直に切った断面上で照度ムラが生じないので、前記光入射端面に最も効率良く光を入射させることができる。また、前記光入射端面外径Ｄ1 と光源の発光部５０の大きさＬの関係を条件式（１）で規定することで、集光光学系５１で集光する光のほとんど全てを前記光入射端面に入射させることができる。上記条件式（１）の下限を越える場合、前記光入射端面に集光光学系５１で集光された光をすべて入射させることができない。上記条件式（１）の上限を越える場合、前記光入射端面の一部にしか光が入射しないため、前記光入射端面を有する光伝送体の光出射端面上で出射光が強度分布にムラが生じることになり好ましくない。また集光光学系５１は、その構成から前群レンズと後群レンズに分けることができ、集光光学系５１が等倍の光学系であることから、前群レンズと後群レンズの焦点距離ｆは等しい。そこで本実施例の集光光学系５１について前記焦点距離ｆとレンズ外径Ｄ2 の関係式を次式で規定した。
０．５７５≦｜ｆ／Ｄ2 ｜≦１．０                      （２）
上記条件式（２）の下限を越えるほどに焦点距離ｆが小さくなった場合、レンズ面の曲率半径が小さくなってレンズの加工性が悪化する。
上記条件式（２）の上限を越えるほどに焦点距離ｆが大きくなった場合、最も発光部５０に近いレンズ面が前記発光部に対して張る立体角が小さくなって、発光部５０からの光を集光光学系５１で十分とらえられなくなる。また、これを改善するためにはレンズ外径を大きくしなければならず、光源ユニットを構成する場合に集光光学系５１の占めるスペースが大きくなってしまうため好ましくない。
【００６５】
上記条件式（２）において、｜ｆ／Ｄ2 ｜は、また後群レンズのＦナンバーの絶対値を表すものであり、光伝送体の光入射端面へ入射する光線の入射角度をθとおくと、
０．５≦ｓｉｎθ≦０．８７                            （３）
によって、前記入射角度θの範囲が定まる。これは、本実施例の内視鏡光源光学系が、前記光伝送体に良好な入射効率で発光部５０から発した光を入射させることができる入射角度の範囲である。したがって、例えば前記光伝送体として光入射端面外径１．０ｍｍで開口数ＮＡ＝０．６のＬＧバンドルを用いた内視鏡に対しては入射角度ｓｉｎθが０．６となるような焦点距離ｆをもったレンズ群を組み合わせて集光光学系を形成し、更に発光部５０の大きさＬ＝１．０ｍｍの光源を用いて、内視鏡光源光学系を構成すれば、前記内視鏡の照明光として十分な明るさを提供できる内視鏡照明系を構築することができる。
【００６６】
条件式（３）は、本実施例の内視鏡光源光学系を用いて内視鏡照明系を構築する場合には、内視鏡の光伝送部を構成する光伝送体の開口数ＮＡが
０．５≦ＮＡ≦０．８７                                （４）
の範囲から決められる必要があることを示していると言い換えることもできる。なお、発光部５０の大きさＬは、図２４に示すように放電タイプの光源の場合、電極間の距離に置き換えることができる。また、フィラメントタイプの光源の場合、フィラメントを光軸に垂直な方向に切断したときの切断形状に対して光軸を中心として、前記切断形状との外接円の直径に置き換えることができる。
なお、本実施例の内視鏡光源光学系を実施例５〜８に示した。内視鏡の光伝送部と組み合わせて用いれば、更に明るい照明光が得られる内視鏡照明系を構築できることは言うまでもない。
【００６７】
以上説明したように、本発明による内視鏡ＴＶ観察システムは、特許請求の範囲に記載した特徴と合わせ、以下の（１）〜（２２）に示すような特徴も有している。
【００６８】
（１）観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源に電力を供給する電源と、内視鏡本体と、この内視鏡本体の接眼部に着脱可能な外付けＴＶカメラと、この外付けＴＶカメラの出力信号を表示手段に表示可能な信号に変換するＴＶプロセッサとを備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記電源は前記外付けＴＶカメラ内に設けられ、又、前記光源は前記内視鏡本体のライトガイド入射端面へ光を集光する集光光学系と一体化されて構成され、この光源と前記電源とは電源ケーブルによって接続されていることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【００６９】
（２）観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源に電力を供給する電源と、内視鏡本体と、この内視鏡本体の接眼部に着脱可能な外付けＴＶカメラと、この外付けＴＶカメラの出力信号を表示手段に表示可能な信号に変換するＴＶプロセッサとを備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光源とこの光源から発せられた光を集光する集光光学系とからなるユニットを前記外付けＴＶカメラ内に設け、又、前記電源を前記ＴＶプロセッサ内に設け、前記光源と前記電源とを電源ケーブルによって接続したことを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７０】
（３）発光スペクトルが互いに異なる複数の発光素子を含む光源を備え、この光源から発した光で観察対象物を照明するようにした内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光源は前記複数の発光素子が発するスペクトル幅の狭い光を合成する合成光学系を含んでいることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７１】
（４）前記合成光学系は、内部に多層干渉膜コーティングを介在させたプリズムを含み、前記光源のうち少なくとも１つはそれが発する光が前記多層干渉膜コーティングを透過する位置に配置され、他の１つはそれが発する光が前記多層干渉膜コーティングで反射される位置に配置されていることを特徴とする前記（３）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７２】
（５）前記合成光学系として、複数の光源から発し異なる角度で入射する互いに異なるスペクトルを有する光を略同方向に向かうように屈折させる回折光学素子（ＤＯＥ）を用いたことを特徴とする前記（３）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７３】
（６）観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部へ伝送する光伝送部と、この光伝送部によって伝送された光を観察対象物へ向けて照射する照明光学系とからなる内視鏡照明系を備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光伝送部を単ファイバで構成し、この単ファイバの光入射面の面積Φ1 と光射出面の面積Φ2 とが以下に示す条件式を満足していることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
Φ1 ＞Φ2 
【００７４】
（７）観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部へ伝送する光伝送部と、この光伝送部によって伝送された光を観察対象物へ向けて照射する照明光学系とからなる内視鏡照明系を備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光伝送部を構成する光伝送体が以下に示す条件式を満足していることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
ＮＡ1 ≦ＮＡ2 
但し、ＮＡ1 は前記光源からの光を集光する面を含む前記光伝送体の開口角の大きさ、ＮＡ2 は前記観察対象物側へ光を射出する面を含む前記光伝送体の開口角の大きさを夫々示している。
【００７５】
（８）観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部へ伝送する光伝送部と、この光伝送部によって伝送された光を観察対象物へ向けて照射する照明光学系とからなる内視鏡照明系を備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光伝送部を構成する光伝送体が以下に示す条件式を満足していることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
ｎ1 ＜ｎ2 
但し、ｎ1 は前記光源からの光を受光する側の光伝送部を構成する光伝送体の数、ｎ2 は前記観察対象物側へ光を射出する側の光伝送部を構成する光伝送体の数を示している。
【００７６】
（９）前記光源はＬＥＤ等の発光素子により構成されていることを特徴とする前記（６）乃至（８）の何れかに記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７７】
（１０）発光スペクトルが互いに異なる複数の発光素子が組み合わされてなる光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部まで伝送する光伝送体とを備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光源と、前記複数の発光素子が発するスペクトルの異なる光を合成する光学系とを内視鏡本体の手元側に配置し、前記合成光学系によって合成された光を前記光伝送体へ供給するようにしたことを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７８】
（１１）発光スペクトルが互いに異なる複数の発光素子が組み合わされてなる光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部まで伝送する光伝送体とを備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光源と、前記複数の発光素子が発するスペクトルの異なる光を合成する光学系と、この合成光学系によって合成された光を観察対象物へ向けて照射する照明光学系とを内視鏡先端部に備えたことを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【００７９】
（１２）観察対象物を照明するための光を発する光源と、この光源からの光を内視鏡の先端部へ伝送する光伝送部と、この光伝送部によって伝送された光を観察対象物へ向けて照射する照明光学系とからなる内視鏡照明系を備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記光伝送部が、接続部において光学的に接続された複数の伝送体で構成されており、これらの複数の光伝送体の少なくとも１つが単ファイバによって構成されていることを特徴とする内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８０】
（１３）前記内視鏡は内視鏡の可撓性を有する軟性部と可撓性を有しない硬性部とを備えており、前記硬性部には前記単ファイバが配置され、前記軟性部には光ファイバを複数本束ねて構成したファイバ束からなる光伝送体が配置されていることを特徴とする上記（１２）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８１】
（１４）前記単ファイバの光の入射面の面積Φ3 と光の射出面の面積Φ4 とは以下に示す条件式を満足していることを特徴とする上記（１２）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
Φ3 ＞Φ4 
【００８２】
（１５）細長で可撓性を有しない挿入部を備えた硬性内視鏡と前記硬性内視鏡に着脱可能に接続されるライトガイドケーブルによって構成される内視鏡照明系の光伝送部において、前記ライトガイドケーブルを単ファイバで構成したことを特徴とする上記（１２）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８３】
（１６）前記内視鏡照明系の光伝送部を構成する複数の光伝送体の接続部において、前記接続部に複数の内視鏡を接続可能にする接続光学系を設けたことを特徴とする上記（１２）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８４】
（１７）前記光伝送部を構成する光伝送体は、光学プラスチック材料を用いて形成されていることを特徴とする上記（１５）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８５】
（１８）前記単ファイバは、可撓性チューブ内に、このチューブの屈折率よりも大きな屈折率を有する透明液体を充填しチューブの両端開口部に透明な窓部材を取り付けてなることを特徴とする上記（１６）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８６】
（１９）光源からの光を受光し、前記複数の内視鏡を接続可能にする接続光学系まで光を伝送する光伝送体として繊維外径ｄが
ｄ≧０．１ｍｍ
で、伝送損失ｌが
ｌ≦５０ｄＢ／ｋｍ
のファイバ束を用いたことを特徴とする上記（１６）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８７】
（２０）光を発光する発光部と前記発光部の光を受光面に集光する集光光学系とを有する内視鏡光源光学系と前記光源光学系からの光を受光して内視鏡の先端部へ伝送する光伝送部と、この光伝送部によって伝送された光を観察対象物へ向けて照射する照明光学系とからなる内視鏡照明系を備えた内視鏡ＴＶ観察システムにおいて、前記内視鏡光源光学系の集光光学系の倍率が１倍で規定される内視鏡ＴＶ観察システム。
【００８８】
（２１）前記内視鏡光源光学系が、以下の条件式で規定される上記（２０）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
１．０≦Ｄ1 ／Ｌ≦１．５                              （１）
０．５７５≦｜ｆ／Ｄ2 ｜≦１．０                      （２）
但し、Ｄ1 は受光面外径、Ｌは光源の発光部の大きさ、ｆは集光光学系を構成する前群レンズの焦点距離、Ｄ2 は集光光学系を構成するレンズの外径である。
【００８９】
（２２）前記内視鏡ＴＶ観察システムが、膀胱鏡のＴＶ観察システムであることを特徴とする上記（１７）又は（２１）に記載の内視鏡ＴＶ観察システム。
【００９０】
【発明の効果】
上述のように、本発明による内視鏡ＴＶ観察システムは、外付けＴＶカメラ内部に光源部が設けられており、又、内視鏡本体と光源部とを接続するための長いライトガイドケーブルが不要となるため、システム系の移動が容易となると共に、観察者の作業性を大幅に向上させることができるという利点を有している。
更に内視鏡照明系を構成する内視鏡光源光学系及び内視鏡の光伝送部を内視鏡の各部分の構造に最も適した形態で選んで構成したので、内視鏡の挿入部を細径化しても十分な照明光量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの構成を示す図である。
【図２】（ａ）は第１実施例の内視鏡ＴＶ観察システムにおいて用いられる光源部の集光光学系の構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示された集光光学系に施されたコーティング膜の分光特性を示すグラフである。
【図３】第１実施例の内視鏡ＴＶ観察システムにおいて用いられる光源部の集光光学系の構成を示す図である。
【図４】第１実施例の内視鏡ＴＶ観察システムにおいて用いられる光源部の集光光学系の構成を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は第１実施例の内視鏡ＴＶ観察システムにおいて用いられる光源部の集光光学系の構成を示す図である。
【図６】（ａ）はＤＯＥの断面形状を示す図、（ｂ）はその断面を加工した例を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はＤＯＥの作用を説明するための図である。
【図８】第２実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの構成を示す図である。
【図９】第３実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの構成を示す図である。
【図１０】第４実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの構成を示す図である。
【図１１】第５実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの内視鏡本体の概略構成を示す図である。
【図１２】従来の内視鏡ＴＶ観察システムに使用されている照明系の光伝送部の構成を示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は第５実施例の内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡照明系の光伝送部の構成を示す図である。
【図１４】（ａ）は従来の内視鏡に用いられるライトガイドバンドルの光源と対向する側の構成を示す図、（ｂ）はそのライトガイドバンドルの断面図である。
【図１５】図１３（ｄ）に示された光伝送部の分割部の拡大部である。
【図１６】第６実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムの内視鏡本体の概略構成を示す図である。
【図１７】従来の内視鏡ＴＶ観察システムに使用されている照明系の光伝送部を構成するライトガイドバンドルを示す図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は第６実施例の内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡照明系の光伝送部の構成を示す図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）はライトガイド接続部に設けられる集光光学系の構成を示す図である。
【図２０】第７実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡照明系の構成を示す図であって、（ａ）は全体構成図、（ｂ）及び（ｃ）はライトガイド側と内視鏡本体側に分けた場合の光伝送部の側面図及び断面図である。
【図２１】第８実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡照明系の光伝送部の全体構成を示す図である。
【図２２】（ａ）は第８実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムに採用されるライトガイドケーブル間を接続する接続部光学系の構成を示す図であり、（ｂ）は光路分割ミラーの構成を示す正面図である。
【図２３】第９実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡光源光学系の構成を示す図である。
【図２４】第９実施例にかかる内視鏡ＴＶ観察システムに採用される内視鏡光源光学系の発光部の大きさを示す図であって、（ａ）は放電タイプの光源の場合、（ｂ）はフィラメントタイプの光源の場合を夫々示している。
【図２５】従来の内視鏡ＴＶ観察システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１                  内視鏡本体
１’                挿入部
１”                硬性内視鏡本体
２，１３            ライトガイドケーブル
３                  光源装置
４，１０            外付けＴＶカメラ
５                  電気信号ケーブル
６                  ＴＶプロセッサ
７                  モニタ
８                  ジョイント部
１１，３１            光源部
１２                  ＴＶカメラ機能部
１５                  光源
１５ａ                基板
１６                  光源
１７                  ライトガイドケーブル
１８                  接続部
１９                  複数のライトガイドケーブル
２０ａ，２０ｂ，２１  プリズム
２２                  平面板
３０                  電源
３２                  電源ケーブル
３３                  電源ジョイント部
４０                  接続光学系
４１                  全反射ミラー
４２                  光路分割ミラー
４２ａ                全反射ミラー
４２ｂ                半透過ミラー
４２ｃ                全透過窓
４３                  全反射ミラー
４４，４５            集光光学系
Ｂ，Ｇ，Ｒ          発光素子
Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3     境界面
α，β              光伝送部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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