用于内窥镜的照明光学系统技术方案

一种用于内窥镜的照明光学系统，其设置于内窥镜的弹性插入管中，所述照明光学系统包括：两个光导，其设置于插入管中并沿着第一方向被布置为将插入管的中心夹在两个光导之间；观察窗口，其设置于插入管的尖端部分的尖端面；两个凹透镜部件，其具有负屈光率，该两个凹透镜部件设置为在插入管的尖端面上面对两个光导的端面的位置处夹着观察窗口，并且其中：在插入管的尖端部分的尖端面上，两个光导的每个的端面沿着第一方向相比于沿着垂直于第一方向的第二方向具有更小的宽度；两个凹透镜部件的每个沿着第一方向相比于沿着第二方向具有更大的负屈光率；并且在从两个光导的每个发射出后经由两个凹透镜部件的每个传播的照明光中，经由两个光导中的每个的中心传播并且从两个光导的每个端面的中心发射出的光的光学路径相对于插入管的轴线方向而沿着第一方向向外倾斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内窥镜的照明光学系统。
技术介绍
已知这样的内窥镜：其配置为将光分布窗口和观察窗口设置于内窥镜的插入管的尖端部分，用于对观察目标区域进行照明的照明光经由所述光分布窗口射出，从观察目标区域反射的照明光经由所述观察窗口而被接收。该类型的内窥镜的插入管形成为弹性管的形状，并且用于将照明光引至尖端部分的光导(lightguide)设置于插入管的内部。在观察窗口中设置有物镜，并且从观察目标区域反射的物体光借由物镜而由图像获取装置(例如CCD，电荷耦合器件装置)接收。对由图像获取装置接收的物体光进行信号处理并且将其在监视器上显示为获取的图像。结果是，内窥镜的操作者可以在观察显示于监视器上的图像的同时操作内窥镜。一般而言，作为其上显示图像的监视器，会使用具有横向较长的长宽比(例如，4:3或16:9)的监视器。因此，如果从光导发射的照明光的发射光分布的长宽比与监视器的长宽比不一致，则由于对未显示于监视器上的区域进行了照明，因而不能高效地使用整个监视器屏幕，或者图像的亮度将会降低。日本专利临时公开第2009-207529A号(下文称为专利文件1)描述了能够获取明亮图像的内窥镜。专利文件1描述的内窥镜包括在内窥镜的插入管中的环状光导，并且在插入管的尖端部分设置有透明盖帽。从光导发射的照明光经由盖帽的内部传播，并且从尖端部分发射出去。围绕盖帽的边缘形成有倾斜表面，并且该倾斜表面用作凸透镜。因此，经由盖帽的内部传播并且穿过倾斜表面的照明光以集聚状态从尖端部分射出。结果是，可以避免照明光散射。日本专利公开第4704386号(下文中称为专利文件2)描述了这样一种内窥镜：其包括具有出口端面的光导，该出口端面的横截面形状沿着左右方向和纵向方向具有不同的长度(即，椭圆形)。在专利文件2的内窥镜的插入管的尖端部分处设置有透明盖帽。在对应于光导的出口端面的透明盖帽的位置处，设置有形成为凹陷形状以对传输的照明光进行散射的光散射部件。与光导的出口端面的横截面形状一致，光散射部件沿着左右方向和纵向方向具有不同的长度，并且所述光散射部件具有依据长度而改变的负折射率。因此，可以改变沿着左右方向和纵向方向的照明光的散射程度，从而可以使照明光的强度分布接近于监视器的长宽比。
技术实现思路
由于在专利文件1所描述的内窥镜中将环形纤维用作光导，所以发出的照明光的强度分布变为沿着左右方向和纵向方向具有1:1比例的圆形或环形。因此，当使用具有横向较长的长宽比的监视器时，在屏幕上左端和右端的照明光的量会变得较小，或者会对沿着纵向方向在屏幕外的区域进行无用的照明。在此情况下，无法高效地使用照明光。另外，由于使用环形纤维，所以插入管的尖端部分的直径依据纤维形状而确定，因此难以减小尖端部分的直径。由于在专利文件2中描述的内窥镜在插入管的尖端部分处设置有沿着纵向方向和沿着左右方向具有不同的屈光率的光散射部件，所以可以使发出的照明光的强度分布接近监视器的长宽比。但是，存在这样的问题，由于光散射部件形成为与尖端部分的中心同轴的环形，对于相对于插入管的中心设置于左侧和右侧的光导，相对于沿着左右方向的折射率，光散射部件沿着纵向方向的折射率非常小，因此，沿着纵向方向几乎没有散射效应。光散射部件的散射效应是由透镜形状的表面的曲率和光散射部件的折射指数确定的，因此存在无法实现足够的光散射效应的情况。另外，存在这样的情况：由光散射部件进行散射并且经由盖帽的内部传播的照明光通过盖帽的出口端面而受到反射，并且散射效应和发出的光的量减小。本专利技术考虑上述背景而提出。即，本专利技术的目的是提供一种用于内窥镜的照明光学系统，其配置为使得插入管的直径较小，使照明光的散射效应增强，进而使发射的照明光的强度分布与监视器和经由观察窗口所限定的观察区域的长宽比一致。为了实现上述目标，根据本专利技术的一个方面，提供了一种设置于内窥镜的弹性插入管中的用于内窥镜的照明光学系统，其包括：两个光导，其设置于插入管中并沿着第一方向被布置为将插入管的中心夹在两个光导之间；观察窗口，其设置于插入管的尖端部分的尖端面；两个凹透镜部件，其具有负屈光率，该两个凹透镜部件设置为在插入管的尖端面的面对两个光导的端面的位置处夹着观察窗口。此配置中，在插入管的尖端部分的尖端面上，两个光导的每个的端面沿着第一方向相比于沿着垂直于第一方向的第二方向具有更小的宽度。两个凹透镜部件的每个沿着第一方向相比于沿着第二方向的具有更大的负屈光率。在从两个光导的每个发射出后经由两个凹透镜部件的每个传播的照明光中，经由两个光导中的每个的中心传播并且从两个光导的每个的每个端面的中心发射出的光的光学路径相对于插入管的轴线方向而沿着第一方向向外倾斜。利用该配置，从光导发射出的照明光通过凹透镜部件受到散射。由于相比于沿着第二方向的散射效应，沿着第一方向的散射效应较大，并且照明光的出口方向朝向第一方向倾斜，因此发射出的照明光的强度分布沿着第一方向展开。结果是，可以利用照明光对宽的区域进行照明，并且可以经由观察窗口对该宽的区域进行观察。由于照明光的强度分布沿着极端的(direst)方向展开，因此可以在将经由观察窗口观察到的区域的图像显示于监视器上时，使得照明光的长宽比与具有横向较长的长宽比的监视器的长宽比一致。因此，可以高效地使用照明光。即，根据上述配置的照明光学系统，插入管的直径减小，照明光的散射效应增强，进而使发射的照明光的强度分布与监视器和经由观察窗口限定的观察区域的长宽比一致。用于内窥镜的照明光学系统可以进一步包括盖帽，该盖帽具有圆形外部形状，并且由透明材料制成从而使得照明光穿过盖帽，该盖帽设置于两个光导的端面的前方。在此情况下，通过在盖帽的面对两个光导的每个端面的表面上形成凹陷部分来形成两个凹透镜部件的每个。利用该配置，可以通过简单的结构和低的成本来形成凹透镜部件。两个凹透镜部件的光学轴线可以分别偏心于两个光导的光学轴线。利用该配置，可以经由凹透镜部件增加从光导发射出的照明光的出射角，并且可以通过使凹透镜部件相对于光导偏心来改变照明光的出射方向。因此，发射出的照明光的强度分布可以由凹透镜部件和偏移来进行调节，从而可以更容易地使照明光的强度分布的长宽比与使用的监视器的长宽比一致。当w(单位：mm)表示两个光导的端面的每个沿着第一方向的宽度，r(单位：mm)表示两个凹透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内窥镜的照明光学系统，其设置于内窥镜的弹性插入管中，所述照明光学系统包括：两个光导，其设置于插入管中，以沿着第一方向设置为将插入管的中心夹在所述两个光导之间；观察窗口，其设置于插入管的尖端部分的尖端面；两个凹透镜部件，其具有负屈光率，所述两个凹透镜部件设置为在插入管的尖端面上面对两个光导的端面的位置处夹着所述观察窗口，其中：在插入管的尖端部分的尖端面上，两个光导的每个的端面沿着第一方向比沿着垂直于第一方向的第二方向具有更小的宽度；两个凹透镜部件的每个沿着第一方向比沿着第二方向具有更大的负屈光率；并且在从两个光导的每个发射出之后经由两个凹透镜部件的每个传播的照明光中，经由两个光导中的每个的中心传播并且从两个光导的每个的每个端面的中心发射出的光的光学路径相对于插入管的轴线方向而沿着第一方向向外倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.13 JP 2013-1679981.一种用于内窥镜的照明光学系统，其设置于内窥镜的弹性插入管
中，所述照明光学系统包括：
两个光导，其设置于插入管中，以沿着第一方向设置为将插入管
的中心夹在所述两个光导之间；
观察窗口，其设置于插入管的尖端部分的尖端面；
两个凹透镜部件，其具有负屈光率，所述两个凹透镜部件设置为
在插入管的尖端面上面对两个光导的端面的位置处夹着所述观察窗
口，
其中：
在插入管的尖端部分的尖端面上，两个光导的每个的端面沿着第
一方向比沿着垂直于第一方向的第二方向具有更小的宽度；
两个凹透镜部件的每个沿着第一方向比沿着第二方向具有更大的
负屈光率；并且
在从两个光导的每个发射出之后经由两个凹透镜部件的每个传播
的照明光中，经由两个光导中的每个的中心传播并且从两个光导的每
个的每个端面的中心发射出的光的光学路径相对于插入管的轴线方向
而沿着第一方向向外倾斜。
2.根据权利要求1所述的用于内窥镜的照明光学系统，进一步包
括：
盖帽，其具有圆形外形，并且由允许照明光在其中穿过的透明材
料制成，所述盖帽设置于两个光导的端面的前方，
其中，通过在面对两个光导的端面的盖帽的表面上形成凹陷部分
来形成两个凹透镜部件的每个。
3.根据权利要求2所述的用于内窥镜的照明光学系统，
其中，两个凹透镜部件的光学轴线分别偏心于两个光导的光学轴
线。
4.根据权利要求3所述的用于内窥镜的照明光学系统，
其中，当w(单位：mm)表示两个光导的端面的每个的沿着第一
方向的宽度，r(单位：mm)表示两个凹透镜部件的每个的沿着第一
方向的曲率半径，s(单位：mm)表示两个凹透镜部件的每个的光学
轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井宏明，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP