(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）光源と、この光源からの照明光を収束させる集光レンズと、ライトガイドコネクタとを有する光源装置と、
（Ｂ）上記ライトガイドコネクタに挿抜されるライトガイドプラグと、このライトガイドプラグに入射端が収容されたライトガイドとを有する内視鏡と
を備えた内視鏡装置において、
上記光源装置に、上記集光レンズからの収束性光束の強度分布を中心部で下げ周辺部で上げるように変換する光強度分布変換素子が設けられ、
上記内視鏡のライトガイドプラグに、上記ライトガイドコネクタへの挿着状態において上記光強度分布変換素子からの光を捕捉して上記ライトガイドの入射端面に入射させる光捕捉素子が設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
上記ライトガイドコネクタが、上記ライトガイドプラグのためのプラグ挿入孔と、このプラグ挿入孔の集光レンズ側に連なる変換素子収容孔とを有し、この変換素子収容孔に、上記光強度分布変換素子が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
上記光強度分布変換素子と上記光捕捉素子が、上記集光レンズより集光度の低いレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
上記光強度分布変換素子と上記光捕捉素子とが、ボールレンズであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内視鏡とこの内視鏡に照明光を供給する光源装置とが連結分離可能になっている内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内視鏡と光源装置とは別体になっている。内視鏡には、ライトガイドの入射端部を収容したライドガイドプラグが設けられている。使用時に、このライトガイドプラグを光源装置のライトガイドコネクタに挿し込んで連結する。そして、光源装置をオンする。これにより、光源装置内において光源からの照明光が集光レンズによって収束され、上記ライトガイドの入射端面に入射する。この入射光が、ライドガイドに導かれ、内視鏡の挿入部先端に臨むライトガイドの出射端から出射されて、観察対象を照らす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年の内視鏡は、挿入部の極細化が求められている。このような内視鏡では、ライトガイドとして収容できる光ファイバの本数が限られており、ライトガイドの入射端面の径が極めて小さい。この極小の入射端面に、上記集光レンズで収束された光を入射させるには、集光レンズの集光精度は勿論、集光レンズとライトガイドの位置決め精度、ひいてはライトガイドコネクタとライトガイドプラグとの連結精度も高レベルになっていなければならない。したがって、製造コストがかかるだけでなく、ユーザー側に精度確保のための作業を強いることになり、利便性が悪い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、（Ａ）光源と、この光源からの照明光を収束させる集光レンズと、ライトガイドコネクタとを有する光源装置と、（Ｂ）上記ライトガイドコネクタに挿抜されるライトガイドプラグと、このライトガイドプラグに入射端が収容されたライトガイドとを有する内視鏡とを備えた内視鏡装置において、上記光源装置に、光強度分布変換素子が設けられ、上記内視鏡のライトガイドプラグに、光捕捉素子が設けられていることを主な特徴とする。上記光強度分布変換素子は、上記集光レンズからの収束性光束の強度分布を中心部で下げ周辺部で上げるように変換する。上記光捕捉素子は、上記ライトガイドコネクタへの挿着状態において上記光強度分布変換素子からの光を捕捉して上記ライトガイドの入射端面に入射させる。
【０００５】
ここで、上記ライトガイドコネクタが、上記ライトガイドプラグのためのプラグ挿入孔と、このプラグ挿入孔の集光レンズ側に連なる変換素子収容孔とを有し、この変換素子収容孔に、上記光強度分布変換素子が収容されていることが望ましい。上記光強度分布変換素子や光捕捉素子は、ボールレンズなどの集光レンズより集光度の低いレンズであることが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、内視鏡装置１を示したものである。内視鏡装置１は、内視鏡１０と、この内視鏡１０に照明光を供給する光源装置２０とを備えている。
【０００７】
光源装置２０は、ハウジング２１を有している。このハウジング２１に、光源２２と、集光レンズ２３と、ライトガイドコネクタ２４とが収容されている。これら被収容部材２２〜２４は、光源２２からの照明光の光軸に沿って一直線上に配置されている。集光レンズ２３とライトガイドコネクタ２４との間には、絞り２５が設けられている（図２参照）。ライトガイドコネクタ２４は、本発明の要部を含んでいるので、追って更に詳述する。
【０００８】
内視鏡１０は、本体部１１と、この本体部１１から延びるフレキシブルな挿入部１２と、この挿入部１２の先端に設けられた先端構成部１３とを有している。挿入部１２及び先端構成部１３は、例えば血管に挿入できるように極細になっている。
【０００９】
本体部１１には、観察用の接眼部１１ａや挿入部湾曲用の操作ノブ１１ｂが設けられるとともに、ライトガイドケーブル１４の先端が接続されている。ライトガイドケーブル１４の基端には、ライトガイドプラグ１５が装着されている。このライトガイドプラグ１５が、上記ライトガイドコネクタ２４に挿抜可能に連結されている。ライトガイドプラグ１５は、上記ライトガイドコネクタ２４と同様に本発明の要部を含んでいるので、追って更に詳述する。
【００１０】
ライトガイドプラグ１５、ライトガイドケーブル１４、本体部１１、挿入部１２、及び先端構成部１３には、光ファイバの束（若しくは１本の光ファイバ）からなるライトガイド１６が収容されている。ライトガイド１６は、光源装置２０からの照明光を先端構成部１３の照明窓（図示せず）へ導くためのものである。ライトガイド１６を構成する光ファイバの本数は、上記極細の挿入部１２及び先端構成部１３に対応するため、少なく限定されている。
【００１１】
したがって、ライトガイド１６の入射端面（基端面）は、極小になっている。この極小の入射端面に上記照射光を確実に入射させるために、図２に示すように、集光レンズ２３とライトガイド１６との間の照明光路上には、集光レンズ２３より集光度の低い一対のボールレンズ３０，３１（光学素子）が配されている。集光レンズ２３側の大きいボールレンズ３０（光強度分布変換素子）は、ライトガイドコネクタ２４に設けられ、ライトガイド１６側の小さいボールレンズ３１（光捕捉素子）はライトガイドプラグ１５に設けられている。
【００１２】
詳述すると、ライトガイドコネクタ２４は、ハウジング２１に取り付けられたコネクタ本体２６と、このコネクタ本体２６の集光レンズ２３側に螺合されたレンズ収容部材２７とを備えている。これら部材２６，２７は、照明光による熱を逃がしやすくするために熱伝導性の良好な材料、例えば真鍮で形成され、外周には放熱フィン２６ｆ，２７ｆが設けられている。
【００１３】
コネクタ本体２６には、上記ライトガイドプラグ１５のためのプラグ挿入孔２６ａが形成されている。レンズ収容部材２７には、プラグ挿入孔２６ａと同軸をなして連なるレンズ収容孔２７ａ（変換素子収容孔）が形成されている。このレンズ収容孔２７ａに、上記光強度分布変換用ボールレンズ３０が収容されている。
【００１４】
レンズ収容孔２７ａの内径は、ボールレンズ３０の熱膨張を許容する大きさになっている。レンズ収容孔２７ａにおいて、集光レンズ２３側の内周縁には、レンズ受け部２７ｂ（変換素子受け部）が設けられ、ボールレンズ３０よりプラグ挿入孔２６ａ側には、コイルばね３２（変換素子付勢手段）が収容されている。このコイルばね３２によって、ボールレンズ３０がレンズ受け部２７ｂに押し当てられている。これによって、ボールレンズ３０が、ぐらつくことなく固定されている。
【００１５】
ライトガイドプラグ１５は、プラグ本体１７と、このプラグ本体１７の端部に螺合されたプラグキャップ１８とを備えている。プラグ本体１７には、ガイド収容孔１７ａが形成され、このガイド収容孔１７ａにライトガイド１６の入射端部が収容されている。プラグキャップ１８には、ガイド収容孔１７ａと同軸をなして連なるレンズ収容孔１８ａ（捕捉素子収容孔）が形成されている。このレンズ収容孔１８ａに、上記光捕捉用ボールレンズ３１が収容されている。このボールレンズ３１に、ライトガイド１６の入射端面が正確に位置決めされている。
【００１６】
レンズ収容孔１８ａの内径は、ボールレンズ３１の熱膨張を許容する大きさになっている。レンズ収容孔１８ａの先端側の内周には、レンズ受け部１８ｂ（捕捉素子受け部）が設けられている。プラグキャップ１８とプラグ本体１７との間には、樹脂製の弾性リング１９（捕捉素子付勢手段）が挟まれている。この弾性リング１９によってボールレンズ３１がレンズ受け１８ｂに押し当てられている。これによって、ボールレンズ３１が、ぐらつくことなく固定されている。
【００１７】
ライトガイドプラグ１５のプラグ本体１７の外周には、段差１７ｂが形成されている。この段差１７ｂが、コネクタ本体２６の内周の段差２６ｂに当たることにより、ライトガイドプラグ１５のライトガイドコネクタ２４への挿入深さが規定されている。これによって、ライトガイドプラグ１５とライトガイドコネクタ２４との位置決め精度がある程度確保されるようになっている。この状態で、２つのボールレンズ３０，３１が、所定の距離を隔てて対峙するようになっている。
【００１８】
作用を説明する。
図３に示すように、光源２２は、照明光を集光レンズ２３に向けてほぼ平行に放射する。集光レンズ２３は、この光を収束させ、収束性光束とする。すなわち、集光レンズ２３を通過した後の光は、進むにしたがって光束径が収縮するとともに、光束の中心部（光軸近傍）の強度が大きくなる一方、周辺部の強度が小さくなる。もしも、集光レンズ２３の先にライトガイドコネクタ２４のボールレンズ３０が無かったとすると、図４の仮想線で示すように、集光レンズ２３の焦点で、光束の中心部の強度がピークに達する。そして、中心から少しずれると強度が急速に小さくなる。
【００１９】
実際には、上記収束性光束は、集光レンズ２３の焦点付近で、ライトガイドコネクタ２４のボールレンズ３０に入射する。このボールレンズ３０は、集光レンズ２３より集光度が低い。そのため、図４の実線で示すように、ボールレンズ３０通過後の光束は、強度分布が中心部で下がり周辺部で上がるように変換される。光束径は、収縮したままの大きさにほぼ維持される。
【００２０】
その後、光は、ライトガイドプラグ１５のボールレンズ３１へ向かう。このボールレンズ３１は、上記収縮した光束径に比べると十分に大径であるので、ライトガイドコネクタ２４のボールレンズ３０に対して位置が多少ずれていても、ほぼ全ての光を確実に捕捉することができる。すなわち、光束の中心部も周辺部も確実に捕捉することができる。
【００２１】
ボールレンズ３１は、捕捉した光束をライトガイド１６へ向けて収束させる。この時、上記光束の中心すなわち光軸が、ライトガイド１６の入射端部の軸線からずれていて、光束の周辺部だけがライトガイド１６に入射することになっても、入射光の強度は十分に大きい。この光が、ライトガイド１６を伝って先端構成部１３の照明窓から出射され、観察対象に当たる。これによって、観察対象を明るく照らすことができる。
【００２２】
以上のように、光軸がライトガイド１６の軸線から多少ずれていても照明に支障はないので、ライトガイドコネクタ２４とライトガイドプラグ１５との位置決め精度が厳しく要求されることがない。この結果、ライトガイドプラグ１５の挿着操作をユーザーが簡単に行うことができ、内視鏡装置１の利便性を大きく向上させることができる。
【００２３】
ライトガイドコネクタ２４のボールレンズ３０は焦点をぼかす働きをするので、光源２２の発光面の強度むらを均一化することができる。また、絞り２５の影を消すこともできる。
ライトガイドプラグ１５のボールレンズ３１は、光のライトガイド１６への最大入射角を大きくする働きをするので、照明窓からの最大出射角も大きくなり、ひいては照明する範囲を広くすることができる。
光強度分布変換素子及び光捕捉素子としてボールレンズ３０，３１を用いることによって製造コストの低廉化を図ることができる。
プラグキャップ１８は、プラグ本体１５に螺合されているので、容易に外すことができる。これによって、ボールレンズ３１を種々の仕様のものに取り替え、照明の配光特性などを任意に調節することができる。
【００２４】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変を行うことができる。例えば、光強度分布変換素子や光捕捉素子として、ボールレンズ３０，３１に代えて集光度の小さい凸レンズを用いてもよい。
光源と集光レンズが、光源ユニットとして一体になっていてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源装置に光強度分布変換素子を設け、ライトガイドプラグに光捕捉素子を設けることによって、ライトガイドプラグが光源装置のライトガイドコネクタに正確に位置決めされていなくても、十分な強度の光をライトガイドに入射させることができる。したがって、ライトガイドプラグの挿着操作をユーザーが簡単に行うことができ、内視鏡装置の利便性を大きく向上させることができる。
光強度分布変換素子をライトガイドコネクタに収容することによって、ライトガイドプラグの挿着状態において光強度分布変換素子と光捕捉素子と確実に近接対峙させることができ、光源からの照明光をライトガイドに確実に入射させることができる。
光強度分布変換素子や光捕捉素子をボールレンズで構成することによって、製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内視鏡装置の概略構成図である。
【図２】上記内視鏡装置の要部の断面図である。
【図３】上記内視鏡装置の光学系とそれらを通る光路を示す図である。
【図４】光強度分布変換用ボールレンズの焦点での光束の強度分布を実線で示し、上記ボールレンズが無かったとした場合の集光レンズの焦点での光束の強度分布を仮想線で示したグラフである。
【符号の説明】
１  内視鏡装置
１０  内視鏡
１５  ライトガイドプラグ
１６  ライトガイド
２０  光源装置
２２  光源
２３  集光レンズ
２４  ライトガイドコネクタ
２６ａ  プラグ挿入孔
２７ａ  レンズ収容孔（変換素子収容孔）
３０  ボールレンズ（光強度分布変換素子）
３１  ボールレンズ（光捕捉素子）
【図１】
0003805661.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003805661.tif 000005