【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡に備えられ
たライトガイドに光源からの光を効率よく入射させるた
めの内視鏡用光源光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source optical system for an endoscope, which allows light from a light source to efficiently enter a light guide provided in the endoscope.
【０００２】[0002]
【従来の技術】今日、体腔内に細長い挿入部を挿入する
ことにより内臓等を観察したり、必要に応じて処置具チ
ャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置を施
したりすることが可能な内視鏡が広く用いられている。
又、このような内視鏡には、大きく分けて、眼視にて観
察を行う「ファイバスコープ」と、電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）等の固体撮像素子を撮像手段として用いた「電子ス
コープ」とがあり、特に、近年においては電子スコープ
が用いられる割合が多くなってきている。更に、一般に
用いられている電子スコープの撮像装置は、「モザイク
フィルタ方式」と「面順次照明方式」とに大別される。
モザイクフィルタ方式とは、撮像面上に各画素毎の色フ
ィルタが形成された固体撮像素子を配置し、白色照明か
らカラー画像を得るようにしたものである。一方、面順
次式照明方式とは、白黒用の固体撮像素子を用い、照明
手段に備えられた色分離フィルタにより２色以上に時分
割された照明光からカラー画像を得るようにしたもので
ある。2. Description of the Related Art Today, it is possible to observe internal organs and the like by inserting an elongated insertion portion into a body cavity, and to perform various therapeutic treatments using a treatment instrument inserted in a treatment instrument channel as needed. Possible endoscopes are widely used.
In addition, such an endoscope is roughly divided into a "fiberscope" for performing visual observation and a charge-coupled device (CC).
There is an "electronic scope" using a solid-state image sensor such as D) as an image pickup means, and in particular, in recent years, the proportion of electronic scopes used is increasing. Further, generally used electronic scope image pickup devices are roughly classified into a "mosaic filter system" and a "field sequential illumination system".
The mosaic filter system is a system in which a solid-state image pickup device in which a color filter for each pixel is formed is arranged on the image pickup surface and a color image is obtained from white illumination. On the other hand, the frame-sequential illumination system is a system in which a solid-state image pickup device for black and white is used, and a color image is obtained from illumination light time-divided into two or more colors by a color separation filter provided in the illumination means. .
【０００３】上記のような撮像装置が備えられた内視鏡
の照明手段としては、光源装置とこの光源装置から供給
された光を内視鏡の先端部まで伝達するライトガイド
と、内視鏡の先端部に組み込まれたライトガイドから射
出される光を更に拡開して被写体へ照射する照明レンズ
とによって構成されているのが一般的である。従って、
内視鏡用光源光学系は、前述した数種類の内視鏡に対応
した構成、即ち、ファイバスコープやモザイクフィルタ
方式の電子スコープに用いられるものは白色光を供給し
得る構成をなし、面順次式照明方式の電子スコープに用
いられるものは２色以上に時分割された照明光を供給し
得る構成をなしている。Illuminating means for an endoscope provided with the above-mentioned image pickup device includes a light source device, a light guide for transmitting light supplied from the light source device to the tip portion of the endoscope, and an endoscope. It is generally configured by an illumination lens that further spreads the light emitted from the light guide incorporated in the tip of the lens and irradiates the subject with the light. Therefore,
The light source optical system for an endoscope has a structure corresponding to the above-mentioned several kinds of endoscopes, that is, a structure used for a fiberscope or a mosaic filter type electronic scope has a structure capable of supplying white light, and is a frame sequential type. The one used for the illumination type electronic scope has a configuration capable of supplying illumination light which is time-divided into two or more colors.
【０００４】ところで、肺，胆道等の細管内の観察を行
うことを目的とするスコープでは、患者の苦痛低減，挿
通性の向上のために、スコープ自体の細径化が大きな課
題となっている。この点、近年の技術進歩により固体撮
像素子の高画素化及び小型化等が進み、電子スコープに
おいても画質の向上と共に、固体撮像素子の小型化によ
る対物光学系のコンパクト化が可能となりつつある。し
かしながら、一般に固体撮像素子が高画素化及び小型化
されると、その固体撮像素子の受光感度が低下すること
が知られている。このため、対物光学系及び固体撮像素
子を小型化してスコープの細径化を図ると、照明光量が
不足するという問題を生じる。よって、この光量不足を
解消するために、ライトガイドを太径化してスコープの
先端からの射出光量を増加させることは、結局、スコー
プを太径化することになる。このため、スコープを細径
化するには、対物光学系の小型化以外に、いかに効率よ
く光源ランプからの光をライトガイドに導き被写体を照
明するのに十分な光量を確保できるように光源装置を構
成して、必要以上にライトガイドを太径化させないこと
が重要となってくる。By the way, in a scope intended to observe the inside of a thin tube such as a lung or a biliary tract, it is a big problem to reduce the diameter of the scope itself in order to reduce the pain of the patient and improve the insertability. . In this regard, recent technological advances have led to higher pixel sizes and downsizing of solid-state imaging devices, and in electronic scopes, it has become possible to improve the image quality and downsize the solid-state imaging device to make the objective optical system compact. However, it is generally known that when the solid-state image sensor has a larger number of pixels and a smaller size, the light-receiving sensitivity of the solid-state image sensor decreases. Therefore, when the objective optical system and the solid-state image sensor are downsized to reduce the diameter of the scope, there arises a problem that the amount of illumination light becomes insufficient. Therefore, increasing the diameter of the light guide to increase the amount of light emitted from the tip of the scope in order to solve this shortage of light quantity ultimately results in a thicker scope. For this reason, in order to reduce the diameter of the scope, in addition to downsizing the objective optical system, the light source device can be used to efficiently guide the light from the light source lamp to the light guide and to secure a sufficient amount of light to illuminate the subject. It is important not to make the light guide thicker than necessary.
【０００５】ところで、現在の内視鏡用光源装置では、
キセノンランプ，ハロゲンランプ等が一般に用いられて
おり、これらのランプは放物面鏡と一体型となっている
ものが多い。又、放物面鏡の場合、その焦点から発せら
れた光は幾何光学的には完全な平行光束となるはずであ
るが、キセノンランプ等のアーク式のものでも輝点の大
きさは有限であるため、完全な平行光束とはなり得な
い。このため、放物面鏡の反射光束を集光させても、い
くらかの大きさをもった集光スポットになり、細径のラ
イトガイドでは入射可能な光量はかなり制限されてしま
うことになる。又、前記集光スポットの径を小さくする
ためには、集光光学系の焦点距離を短くすればよいが、
集光スポットの径を小さくすることはライトガイドへの
光の入射角度を大きくすることにつながり、結局はライ
トガイドの開口数（以下、ＮＡと称す）を越えてしま
う。よって、ある一定量以上にライトガイドへの入射光
量を増やすことは不可能である。尚、ここでライトガイ
ドのＮＡとは、図９に示すように、ライトガイド１の光
の入射端面において、光の入射方向とライトガイド１の
光軸とのなす角をθとしたとき、ｓｉｎθで表される数
値である。By the way, in the current light source device for an endoscope,
Xenon lamps and halogen lamps are generally used, and most of these lamps are integrated with a parabolic mirror. Also, in the case of a parabolic mirror, the light emitted from its focal point should be a perfect parallel light flux in terms of geometrical optics, but even with an arc type such as a xenon lamp, the size of the bright spot is finite. Therefore, a perfect parallel light flux cannot be obtained. Therefore, even if the reflected light flux of the parabolic mirror is focused, it becomes a focused spot with some size, and the amount of light that can enter the light guide having a small diameter is considerably limited. Further, in order to reduce the diameter of the condensing spot, the focal length of the condensing optical system may be shortened,
Decreasing the diameter of the focused spot leads to increasing the angle of incidence of light on the light guide, and eventually exceeds the numerical aperture (hereinafter referred to as NA) of the light guide. Therefore, it is impossible to increase the amount of light incident on the light guide beyond a certain amount. Here, the NA of the light guide is sin θ, where θ is the angle between the light incident direction of the light guide 1 and the optical axis of the light guide 1, as shown in FIG. It is a numerical value represented by.
【０００６】従来の放物面鏡一体型のランプを光源とし
て用いた内視鏡用光源光学系では、図１０に示すよう
に、ランプ射出面２を瞳面とし、その軸上マージナル光
線のライトガイド１への入射角が、ライトガイド１のＮ
Ａとおよそ一致するかそれ以下になるように集光光学系
３の焦点距離が設定されていた。ここで、図１１に示す
ように、概ね正弦条件を満たすレンズ５を用いて点光源
４からの光を平行光束に変換する場合、レンズ５の前側
主平面６は点光源４を中心としたほぼ球面形状となる。
このため、点光源４から射出される光の前側主平面６ま
での距離はその射出方向に関係なくほぼ一定となり、
又、変換される平行光束の分布もおおよそ一様となる。In a light source optical system for an endoscope using a conventional parabolic mirror-integrated lamp as a light source, as shown in FIG. 10, a lamp exit surface 2 is used as a pupil surface, and an on-axis marginal light beam is written. The incident angle to the guide 1 is N of the light guide 1.
The focal length of the condensing optical system 3 was set so as to be approximately equal to or less than A. Here, as shown in FIG. 11, when the light from the point light source 4 is converted into a parallel light flux using the lens 5 that substantially satisfies the sine condition, the front main plane 6 of the lens 5 is almost centered on the point light source 4. It has a spherical shape.
Therefore, the distance of the light emitted from the point light source 4 to the front main plane 6 becomes substantially constant regardless of the emission direction,
Further, the distribution of the converted parallel light flux is also substantially uniform.
【０００７】一方、点光源からの光束を放物面鏡を用い
て平行光束に変換する場合、レンズを用いた場合とは違
って光束の分布が一様とはならない。この場合、図１２
に示すように、点光源４からの放射光束はその放射方向
により放物面鏡７までの距離が大きく異なってくる。よ
って、点光源４からの光束を放物面鏡７を用いて平行光
束に変換した場合、変換された光束の光の密度分布は、
図１３に示すようなガウス型の分布となり、放物面鏡の
焦点距離の長さにかかわらず光軸からの距離がかかる焦
点距離の１０倍以上となる位置では殆ど光が存在してい
ないことが分かる。On the other hand, when a light flux from a point light source is converted into a parallel light flux using a parabolic mirror, the distribution of the light flux is not uniform, unlike when a lens is used. In this case, FIG.
As shown in, the distance from the point light source 4 to the parabolic mirror 7 varies greatly depending on the radiation direction. Therefore, when the light flux from the point light source 4 is converted into a parallel light flux using the parabolic mirror 7, the light density distribution of the converted light flux is
It has a Gaussian distribution as shown in FIG. 13, and there is almost no light at a position where the distance from the optical axis is 10 times the focal length or more regardless of the focal length of the parabolic mirror. I understand.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
内視鏡用光源光学系では、放物面鏡の外径の最周辺部を
通る光線がライトガイドのＮＡとおよそ一致するように
集光光学系が設計されていた。よって、このような放物
面鏡を備えた光源装置から射出された光束の周辺部の光
密度は薄く光は殆ど存在していないため、集光光学系に
よりライトガイド端面に集光される光束の周辺部の光密
度も薄く光は殆ど存在していない状態となる。このよう
に、実際にライトガイドに入射する光束中、ライトガイ
ドのＮＡとほぼ等しい入射角を有している光は殆ど存在
していないため、ライトガイドのＮＡが十分に活かされ
ていたとは云い難い。故に、従来の内視鏡用光源光学系
では所望の光量を得るためにライトガイドが必要以上に
太径化され内視鏡のスコープ径も太くなる傾向にあり、
まさにこのことが内視鏡スコープの挿通性を悪くして患
者の苦痛を増大させる原因となっていた。However, in the conventional light source optical system for an endoscope, the condensing optical system is arranged so that the light ray passing through the outermost peripheral portion of the outer diameter of the parabolic mirror substantially matches the NA of the light guide. The system was designed. Therefore, since the light density of the peripheral portion of the light beam emitted from the light source device including such a parabolic mirror is thin and almost no light is present, the light beam condensed on the end face of the light guide by the condensing optical system. The light density of the peripheral portion is also thin and there is almost no light. As described above, in the light flux that actually enters the light guide, there is almost no light having an incident angle substantially equal to the NA of the light guide, so it can be said that the NA of the light guide was fully utilized. hard. Therefore, in the conventional endoscope light source optical system, the light guide tends to be thicker than necessary in order to obtain a desired light amount, and the scope diameter of the endoscope tends to be thicker.
This is exactly the cause of the poor penetrability of the endoscope and increasing the pain of the patient.
【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なされたもので、放物面鏡を含ん
だ内視鏡用光源光学系において、特に、細径のライトガ
イドへの光の入射効率を高めることができる光源光学系
を提供することを目的とする。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and particularly in a light source optical system for an endoscope including a parabolic mirror, particularly to a light guide having a small diameter. It is an object of the present invention to provide a light source optical system capable of increasing the incidence efficiency of light.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による内視鏡用光源光学系は、少なくとも、
光源と、この光源からの光束をほぼ平行光束にする反射
鏡と、この反射鏡により平行光束とされた光を集光する
集光光学系とを有し、内視鏡に備えられた照明光を伝達
するライトガイドに光を入射させる内視鏡用光源光学系
において、以下に示す条件式を同時に満足するようにし
たことを特徴とする。 ｜２ｆ2・ｓｉｎθ1｜≧φLS ・・・・（１） ｜５ｆ1／ｆ2｜≧ＮＡLS ・・・・（２） 但し、ＮＡLSは前記ライトガイドの開口数、ｆ1は前記
反射鏡の焦点距離、ｆ2は前記集光光学系の焦点距離、
θ1は前記反射鏡により形成された平行光束において光
の密度分布が１０％以下となる光束の前記ライトガイド
端面への入射角度、φLSは前記ライトガイドの径の大き
さを夫々示している。Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Therefore, the light source optical system for an endoscope according to the present invention, at least,
Light source and reflection that makes the light beam from this light source almost parallel
A mirror and the light that is collimated by this reflector
Has a condensing optical system and transmits the illumination light provided in the endoscope
Light source optical system for making light incident on a light guide
At the same time, make sure that the following conditional expressions are satisfied at the same time.
It is characterized by having. | 2fTwo・ Sin θ1│ ≧ φLS ... (1) | 5f1/ FTwo│ ≧ NALS ・ ・ ・ ・ (2) However, NALSIs the numerical aperture of the light guide, f1Is the above
Focal length of reflector, fTwoIs the focal length of the condensing optical system,
θ1Is the light in the parallel light flux formed by the reflecting mirror.
Light guide of a light flux having a density distribution of 10% or less
Angle of incidence on the end face, φLSIs the diameter of the light guide
They are shown respectively.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】前述のように、点光源からの放射
光束を放物面鏡を用いて平行光束に変換すると、その平
行光束は図１３のようなガウス型の光の密度分布を示
す。この光の強度分布のグラフから、放物面鏡の焦点距
離の長さにかかわらず、光軸からの距離がその焦点距離
の１０倍以上となる位置では光は殆ど存在していないこ
とが分かる。故に、そのような放物面鏡により形成され
る平行光束の実質的な光束径の大きさは放物面鏡の焦点
距離のほぼ１０倍以下とみなすことができ、かかる光束
径の最周辺を通る光線のライトガイドへの入射角が少な
くともライトガイドのＮＡ以上になるように光源光学系
中の集光光学系の焦点距離を設定すれば、ライトガイド
への入射光の光密度は大きくなり、そのライトガイドに
効率よく光束を入射させることが可能になる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, when a light flux emitted from a point light source is converted into a parallel light flux using a parabolic mirror, the parallel light flux exhibits a Gaussian light density distribution as shown in FIG. . From the graph of the light intensity distribution, it can be seen that there is almost no light at a position where the distance from the optical axis is 10 times or more the focal length, regardless of the length of the focal length of the parabolic mirror. . Therefore, the substantial luminous flux diameter of the parallel luminous flux formed by such a parabolic mirror can be regarded as approximately 10 times or less the focal length of the parabolic mirror, and the outermost periphery of such a luminous flux diameter can be regarded as If the focal length of the condensing optical system in the light source optical system is set so that the incident angle of the passing light ray to the light guide is at least NA of the light guide or more, the light density of the incident light to the light guide increases, It becomes possible to make the luminous flux enter the light guide efficiently.
【００１２】次に、ライトガイドの入射端に集光される
軸上集光光束の配光特性のグラフを図８に示す。ここに
示されたグラフは、放物面鏡から射出される平行光束に
おいて、この平行光束の最周辺を通る光線がライトガイ
ドのＮＡとほぼ一致するように集光されたときの軸上集
光光束の光の密度を示し、図中の曲線Ａ，Ｂ，Ｃは夫々
前記放物面鏡の焦点距離の７倍，１０倍，１２倍の大き
さの径を有する平行光束の場合を示している。このグラ
フから明らかなように、ライトガイドのＮＡが０に近い
場合の入射光の密度は曲線Ａ，Ｂ，Ｃの光束共ほぼ同じ
であるが、前述のように光軸から距離が放物面鏡の焦点
距離の１０倍以上となる位置では殆ど光が存在していな
いことから、ライトガイドのＮＡが最大（０．６６）と
なった場合には曲線Ｃで示された光束は殆ど存在しない
ことになる。このため、曲線Ｃで示された光束のライト
ガイドのＮＡ内での光量は少なく、ライトガイドに入射
する光量は曲線Ａ，Ｂで示された光束に比べて少なくな
る。又、ここで、ライトガイドの軸上光束のみを考える
と、ライトガイドのＮＡを高めれば高める程ライトガイ
ドへの入射光束が増すことになる。しかし、ＮＡを高め
れば集光スポットの径は小さくなり、集光スポット径の
大きさがライトガイド径よりも小さくなると逆にライト
ガイドへ入射する光束にロスを生じることになる。従っ
て、効率よく光束をライトガイドに入射させるために
は、単にライトガイドの高ＮＡ化を達成すればよいとい
うものではなく、集光スポット径の大きさも考慮する必
要がある。Next, FIG. 8 shows a graph of the light distribution characteristic of the axially condensed light beam condensed at the incident end of the light guide. The graph shown here is an on-axis condensing when a parallel light beam emitted from a parabolic mirror is focused so that the light beam passing through the outermost periphery of this parallel light beam is approximately equal to the NA of the light guide. Curves A, B, and C in the drawing represent the light densities of the luminous fluxes, respectively, showing the case of a parallel luminous flux having a diameter of 7 times, 10 times, and 12 times the focal length of the parabolic mirror. There is. As is clear from this graph, the density of the incident light when the NA of the light guide is close to 0 is almost the same for the light fluxes of the curves A, B, and C, but as described above, the distance from the optical axis is a parabolic surface. Since there is almost no light at a position that is 10 times the focal length of the mirror or more, when the NA of the light guide is maximum (0.66), there is almost no light flux indicated by the curve C. It will be. Therefore, the amount of light of the light flux indicated by the curve C within the NA of the light guide is small, and the amount of light incident on the light guide is smaller than that of the light flux indicated by the curves A and B. Here, considering only the axial light flux of the light guide, the higher the NA of the light guide, the more the incident light flux to the light guide increases. However, if NA is increased, the diameter of the focused spot becomes smaller, and if the diameter of the focused spot becomes smaller than the diameter of the light guide, conversely, a loss occurs in the light beam incident on the light guide. Therefore, in order to efficiently enter the light beam into the light guide, it is not only necessary to achieve a high NA of the light guide, but also the size of the focused spot diameter must be taken into consideration.
【００１３】前記集光光学系の焦点距離をｆ2、前記反
射鏡により形成された平行光束において光の密度分布が
１０％以下となる光束の前記ライトガイド端面への入射
角度をθ1としたとき、近軸関係式から集光スポット径
の大きさは、２ｆ2・ｓｉｎθ1と表されるが、この集
光スポット径の大きさは、ライトガイド径よりも大きく
する必要がある。上記条件式（１）は集光スポット径の
大きさがライトガイド径の大きさよりも大きいことを示
すものであり、この条件式を満たす場合、放物面鏡から
射出される平行光束において、光軸からの距離がかかる
放物面鏡の焦点距離の１０倍以下の範囲を光束径とみな
して、少なくともライトガイドのＮＡ以上になるように
前記平行光束を集光すれば、ライトガイドに効率よく光
を入射させることが可能になる。一方、上記条件式
（２）は、一般的な光源光学系のＦナンバとライトガイ
ドのＮＡとの関係式から導かれており、光束径の大きさ
を１０ｆ1（ｆ1は放物鏡面の焦点距離）とみなしたと
き、この光束の最周辺部を通る光線がライトガイドのＮ
Ａ以上の角度で集光されることを示している。よって、
上記条件式（１），（２）に示された条件を同時に満た
せば、効率よく光束をライトガイドに入射させることが
可能になる。The focal length of the condensing optical system is f2 , and the incident angle of the light flux having a light density distribution of 10% or less in the parallel light flux formed by the reflecting mirror on the end face of the light guide is θ1 . At this time, the size of the focused spot diameter is expressed as 2f2 · sin θ1 from the paraxial relational expression, but the size of the focused spot diameter needs to be larger than the light guide diameter. The above conditional expression (1) shows that the size of the focused spot diameter is larger than the size of the light guide diameter. When this conditional expression is satisfied, the light flux in the parallel light flux emitted from the parabolic mirror is If the range of 10 times or less of the focal length of the parabolic mirror, which takes a distance from the axis, is regarded as the luminous flux diameter, and the parallel luminous flux is condensed so as to be at least NA of the light guide, the light guide can be efficiently used. It becomes possible to enter light. On the other hand, the conditional expression (2) is derived from the relational expression between the F number of the general light source optical system and the NA of the light guide, and the size of the light beam diameter is 10f1 (f1 is a parabolic mirror surface. Focal length), the ray passing through the outermost part of this luminous flux is N of the light guide.
It shows that the light is collected at an angle of A or more. Therefore,
If the conditions expressed by the conditional expressions (1) and (2) are satisfied at the same time, the light flux can be efficiently incident on the light guide.
【００１４】ところで、前述したように、点光源からの
放射光束を放射面鏡により平行光束に変換した場合、こ
の平行光束の光の密度分布はガウス型となり、光軸から
の距離が前記放物面鏡の焦点距離の１０倍以上となる位
置では、光は殆ど存在していない。しかし、一般にガウ
ス型の密度分布を示す光は、全体の７５％が密度５０％
以上の範囲に集中している。このため、最大の光密度に
対しておおよそ１０％以下程度となる範囲の外側の部分
では光は存在しないものと考えても実用上問題はない。
よって、より効率よくライトガイドに光を入射させるた
めには、光束中の密度分布が最大密度の１０％以上とな
っている範囲を光束径とみなすと好都合である。尚、点
光源からの放射光束を放物面鏡で平行光束に変換した場
合、この平行光束中の光の密度分布が最大密度の１０％
以上となる範囲の位置は、図１３から明らかなように、
放物面鏡の所定距離の約７倍程度である。このため平行
光束の径の大きさを７ｆ1とみなしたとき、上記式
（２）は、 ｜３．５ｆ1／ｆ2｜≧ＮＡLS ・・・・（３） と書ける。By the way, as described above, when the light flux emitted from the point light source is converted into a parallel light flux by the radiation mirror, the light density distribution of the parallel light flux becomes Gaussian, and the distance from the optical axis is the parabola. Almost no light exists at a position that is 10 times or more the focal length of the face mirror. However, in general, 75% of light with a Gaussian density distribution has a density of 50%.
It concentrates on the above range. Therefore, there is no practical problem even if it is considered that light does not exist in a portion outside the range where the maximum light density is approximately 10% or less.
Therefore, in order to make the light enter the light guide more efficiently, it is convenient to consider the range in which the density distribution in the light flux is 10% or more of the maximum density as the light flux diameter. When the light flux emitted from the point light source is converted into a parallel light flux by a parabolic mirror, the light density distribution in the parallel light flux is 10% of the maximum density.
The positions of the above range are as shown in FIG.
It is about 7 times the predetermined distance of a parabolic mirror. Therefore, assuming that the diameter of the parallel light flux is 7f1 , the above equation (2) can be written as | 3.5f1 / f2 | ≧ NALS (3).
【００１５】又、図８に示すように、平行光束の径の大
きさを放物面鏡の焦点距離の１０倍とみなすことより、
７倍とみなした方がライトガイドのＮＡ以内の範囲での
光束量は多くなり、ライトガイドへの入射光量も多くな
ることが分かる。但し、この場合も上記条件式（１）に
示された条件を満足することが必要であることは云うま
でもない。Further, as shown in FIG. 8, by considering the diameter of the parallel light flux to be 10 times the focal length of the parabolic mirror,
It can be seen that the light amount in the range within the NA of the light guide increases and the amount of light incident on the light guide also increases when it is regarded as 7 times. However, it goes without saying that it is necessary to satisfy the condition expressed by the conditional expression (1) in this case as well.
【００１６】図１は、本発明による内視鏡用光源光学系
の基本構成の概念を示す光軸に沿う断面図である。この
図に示すように、本発明の内視鏡用光源光学系は、放物
面鏡９ａとそのほぼ焦点位置に設けられた光源ランプ９
ｂとからなる照明光源９と、照明光源９から射出された
光を集光する集光光学系１０と、回転カラーフィルタ等
の透過波長選択フィルタ１１と、集光された光を伝達す
るライトガイド１２とにより構成されている。尚、集光
光学系１０は前群１０ａと後群１０ｂとからなってい
る。本発明の内視鏡用光源光学系は上記のように構成さ
れているので、照明光源９から射出された光は、集光光
学系１０により集光され、ライトガイド１２に入射する
ことになる。このとき、照明光源９から射出される光は
概ね平行光束となっているが、このような平行光束は図
１３に基づき説明したような密度分布を示す。そこで、
本発明の光源光学系では、かかる平行光束中ある所定以
上の強度を有する部分をその光束とみなし、この光束に
基づき集光光学系１０の焦点距離を設定している。従っ
て、従来の光源光学系と比較して、ライトガイド１２に
おける同じＮＡ内の光束密度が高くなっている。又、ラ
イトガイド１２の端面上に生じる集光スポットの径がラ
イトガイド１２の径の大きさを越えないように設計され
ているため、従来のものと比較して照明光源９からの光
束を効率よくライトガイド１２へ入射させることができ
る。FIG. 1 is a sectional view taken along the optical axis showing the concept of the basic configuration of a light source optical system for an endoscope according to the present invention. As shown in this figure, the endoscope light source optical system of the present invention comprises a parabolic mirror 9a and a light source lamp 9 provided substantially at the focal position thereof.
b, a light collection optical system 10 that collects the light emitted from the light source 9, a transmission wavelength selection filter 11 such as a rotating color filter, and a light guide that transmits the collected light. 12 and 12. The condensing optical system 10 includes a front group 10a and a rear group 10b. Since the endoscope light source optical system of the present invention is configured as described above, the light emitted from the illumination light source 9 is condensed by the condensing optical system 10 and enters the light guide 12. . At this time, the light emitted from the illumination light source 9 is substantially a parallel light flux, and such a parallel light flux exhibits the density distribution described with reference to FIG. Therefore,
In the light source optical system of the present invention, a portion of the parallel light flux having a certain intensity or more is regarded as the light flux, and the focal length of the condensing optical system 10 is set based on this light flux. Therefore, the light flux density in the same NA in the light guide 12 is higher than that in the conventional light source optical system. Further, since the diameter of the focused spot generated on the end face of the light guide 12 is designed not to exceed the diameter of the light guide 12, the luminous flux from the illumination light source 9 is more efficient than the conventional one. It can be made incident on the light guide 12 well.
【００１７】又、本発明の光源光学系に用いられる集光
光学系１０は、前群１０ａと後群１０ｂとからなってい
るため、照明光源９から射出された光は、まず前群１０
ａで緩く集光されて透過波長選択フィルタ１１に入射す
ることになる。このとき、照明光源９からの光は、前群
１０ａにおいて、フィルタ１１への入射光の入射角が２
０°以下になるように集光される。そして、フィルタ１
１を透過した光は、後群１０ｂによってライトガイド１
２の入射端面上に集光される。尚、特公平６−２５８２
７号公報に開示されているように、干渉フィルタへの光
の入射角は約２０°以下になるように制御されることが
好ましい。本発明の光源光学系では、この条件を十分満
たしており、よって、透過波長選択フィルタ１１の性能
を損なうことなく、フィルタ１１の小型化も可能とな
り、光源光学系全体のコンパクト化を達成できる。Further, since the condensing optical system 10 used in the light source optical system of the present invention is composed of the front group 10a and the rear group 10b, the light emitted from the illumination light source 9 is first the front group 10a.
The light is gently collected by a and enters the transmission wavelength selection filter 11. At this time, the light from the illumination light source 9 has an incident angle of 2 to the filter 11 in the front group 10a.
It is focused so as to be 0 ° or less. And filter 1
The light that has passed through 1 is transmitted to the light guide 1 by the rear group 10b.
It is condensed on the incident end face of No. 2. In addition, Japanese Patent Publication 6-2582
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 7, it is preferable that the incident angle of light on the interference filter is controlled to be about 20 ° or less. In the light source optical system of the present invention, this condition is sufficiently satisfied. Therefore, the filter 11 can be downsized without impairing the performance of the transmission wavelength selection filter 11, and the entire light source optical system can be made compact.
【００１８】又、本発明の光源光学系に用いられる集光
光学系１０は以下に示すような条件を満足することが好
ましい。 ｜ｆ3／Ｄ｜＞１．４６２ ・・・・（４） 但し、ｆ3は集光光学系１０の前群１０ａの焦点距離、
Ｄは照明光源９から射出される軸上光束の径の大きさを
示している。この条件式（４）は、透過波長選択フィル
タ１１の性能を良好に保持するための軸上光束の透過波
長選択フィルタ１１への許容入射角の大きさの範囲を定
めたものである。本発明の光源光学系では、集光光学系
１０の前群１０ａを透過した軸上光束は透過波長選択フ
ィルタ１１に対し角度を有して入射するが、前述のよう
に、フィルタ１１への光の入射角は２０°以下が好まし
い。従って、集光光学系１０の前群１０ａのＦナンバの
絶対値は、１／（２ｓｉｎ２０°）＝１．４６２以上、
即ち上記条件式（４）を満足することが必要となる。The condensing optical system 10 used in the light source optical system of the present invention preferably satisfies the following conditions. | F3 /D|>1.462 (4) where f3 is the focal length of the front group 10a of the condensing optical system 10,
D indicates the size of the diameter of the axial light flux emitted from the illumination light source 9. This conditional expression (4) defines the range of the size of the allowable incident angle of the axial light flux on the transmission wavelength selection filter 11 in order to maintain the performance of the transmission wavelength selection filter 11 in a good condition. In the light source optical system of the present invention, the on-axis light flux that has passed through the front group 10a of the condensing optical system 10 is incident on the transmission wavelength selection filter 11 at an angle. The incident angle is preferably 20 ° or less. Therefore, the absolute value of the F number of the front group 10a of the condensing optical system 10 is 1 / (2sin20 °) = 1.462 or more,
That is, it is necessary to satisfy the above conditional expression (4).
【００１９】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
【００２０】第１実施例 図２は、本実施例にかかる内視鏡用光源光学系の構成を
示す光軸に沿う断面図である。本実施例の内視鏡用光源
光学系は、放物面鏡１３ａとそのほぼ焦点位置に設けら
れた光源ランプ１３ｂとからなる照明光源１３（放物面
鏡一体型のキセノンランプを用いた照明光源）と、照明
光源１３から射出された光を集光する集光光学系１４
と、集光された光を伝達するライトガイド１７とにより
構成されている。又、集光光学系１４は正の屈折力を有
する前群１４ａ及び後群１４ｂからなり、前群１４ａは
照明光源１３側に凸形状，ライトガイド１７側に凹形状
をなし、レンズ全体では凸作用を有し、照明光源１３側
の凸面は非球面になっている。又、後群１４ｂは、照明
光源１３側及びライトガイド１７側に凸形状をなし、レ
ンズ全体としては凸作用を有し、照明光源１３側の凸面
は非球面になっている。これら非球面は、２面とも光軸
付近での曲率が強く、且つ、光軸から離れるに従って曲
率が弱くなるような凸形状となっているため、発生する
球面収差，コマ収差を良好に補正できる。First Embodiment FIG. 2 is a sectional view along the optical axis showing the configuration of the endoscope light source optical system according to the present embodiment. The light source optical system for an endoscope of the present embodiment is an illumination light source 13 (illumination using a parabolic mirror-integrated xenon lamp) including a parabolic mirror 13a and a light source lamp 13b provided at a substantially focal position thereof. Light source) and a condensing optical system 14 that condenses the light emitted from the illumination light source 13.
And a light guide 17 that transmits the condensed light. The condensing optical system 14 is composed of a front group 14a and a rear group 14b having positive refracting power. The front group 14a has a convex shape on the illumination light source 13 side and a concave shape on the light guide 17 side, and the entire lens has a convex shape. The convex surface on the illumination light source 13 side is aspherical. The rear group 14b has a convex shape on the side of the illumination light source 13 and the side of the light guide 17, and has a convex function as the entire lens, and the convex surface on the side of the illumination light source 13 is an aspherical surface. Both of these aspherical surfaces have a convex shape in which both surfaces have a strong curvature near the optical axis and become weaker as the distance from the optical axis increases, so that spherical aberration and coma that occur can be corrected well. .
【００２１】更に、集光光学系１４の前群１４ａと後群
１４ｂとの間には、透過波長選択フィルタとしての作用
を有する回転カラーフィルタ１５と、透過光量調節手段
としての絞り機構１６とが配置されている。尚、回転カ
ラーフィルタ１５は、照明光源１３からの射出光の特性
に応じて光路内への着脱が可能になっている。又、本実
施例の光源光学系に用いられるライトガイド１７のＮＡ
は０．６６である。Further, between the front group 14a and the rear group 14b of the condensing optical system 14, there are provided a rotary color filter 15 having a function as a transmission wavelength selection filter and a diaphragm mechanism 16 as a transmitted light amount adjusting means. It is arranged. The rotary color filter 15 can be attached to and detached from the optical path according to the characteristics of the light emitted from the illumination light source 13. Further, the NA of the light guide 17 used in the light source optical system of the present embodiment.
Is 0.66.
【００２２】図３は、本実施例の光源光学系に用いられ
る照明光源１３からの射出光の角度とその光の密度分布
を示すグラフである。このグラフに示すように、ほぼ６
°以上の角度で射出される光は０°で射出される光に対
して１０％以下の密度でしかない。このため、照明光源
１３は光の射出角度が０〜６°の範囲である光源とみな
すことができる。又、照明光源１３から射出される光束
の径は放物面鏡１３ａの焦点距離ｆ1のちょうど１０倍
の大きさのものである。又、光源ランプ１３ｂの輝点部
分は点光源ではなく、ある程度の大きさを有するもので
あるが、照明光源１３から射出される平行光束中の光の
密度分布は図１３に示したものとほぼ同じものとなる。FIG. 3 is a graph showing the angle of the light emitted from the illumination light source 13 used in the light source optical system of this embodiment and the density distribution of the light. As shown in this graph, almost 6
Light emitted at an angle of 0 ° or more has a density of 10% or less with respect to light emitted at 0 °. Therefore, the illumination light source 13 can be regarded as a light source having a light emission angle in the range of 0 to 6 °. The diameter of the luminous flux emitted from the illumination light source 13 is exactly ten times the focal length f1 of the parabolic mirror 13a. Although the bright spot portion of the light source lamp 13b is not a point light source but has a certain size, the density distribution of light in the parallel light flux emitted from the illumination light source 13 is almost the same as that shown in FIG. Will be the same.
【００２３】ここで、参考のため従来の内視鏡用光源光
学系の構成を図７に示す。従来の内視鏡用光源光学系
は、集光光学系１８が４枚のレンズにより構成されてい
る点が本実施例のものと異なる。For reference, FIG. 7 shows the structure of a conventional endoscope light source optical system. The conventional endoscope light source optical system is different from that of the present embodiment in that the condensing optical system 18 is composed of four lenses.
【００２４】上記のように構成された従来例及び本実施
例の光源光学系の集光スポット径の大きさは、上記条件
式（１）を用いて計算すると、夫々４．３，２．８とな
る。従って、径の大きさが２．８ｍｍ以下であるライト
ガイドを用いれば、従来例及び本実施例の光源光学系
共、条件式（１）の条件を満足することができる。しか
しながら、従来例における集光光学系１８は、照明光源
１３からの平行光束の周辺部を通る光線はライトガイド
１７のＮＡにおおよそ一致するか、それ以下になるよう
な設計であったため、上記条件式（２）の左辺の値は約
０．６２となってライトガイド１７のＮＡの値（＝０．
６６）より小さくなり、条件式（２）を満足することが
できない。ところが、本実施例の光源光学系に用いられ
る集光光学系１４は、照明光源１３から射出される平行
光束中の光の密度分布を十分考慮に入れて設計されてお
り、条件式（２）の左辺の値は約０．９６となり、かか
る条件を満足することができる。又、より効率よくライ
トガイド１７に光を入射させるために、前記平行光束中
の光の密度分布が最大密度の１０％以下となる部分を光
束とみなしての設計であり、上記条件式（３）の左辺の
値も約０．６７となり、この条件も十分満足するもので
ある。The sizes of the focused spot diameters of the light source optical systems of the conventional example and the present example configured as described above are 4.3 and 2.8, respectively, when calculated using the conditional expression (1). Becomes Therefore, if the light guide having a diameter of 2.8 mm or less is used, the condition of the conditional expression (1) can be satisfied in both the light source optical system of the conventional example and the light source optical system of the present example. However, the condensing optical system 18 in the conventional example is designed such that the light rays passing through the peripheral portion of the parallel light flux from the illumination light source 13 are approximately equal to or less than the NA of the light guide 17, so that the above conditions are satisfied. The value on the left side of Expression (2) is about 0.62, and the NA value of the light guide 17 (= 0.
66), and conditional expression (2) cannot be satisfied. However, the condensing optical system 14 used in the light source optical system of the present embodiment is designed in consideration of the density distribution of light in the parallel light flux emitted from the illumination light source 13, and the conditional expression (2) The value on the left side of is about 0.96, which satisfies the condition. Further, in order to make the light incident on the light guide 17 more efficiently, the design is such that the portion where the light density distribution in the parallel light flux is 10% or less of the maximum density is regarded as the light flux, and the conditional expression (3) The value on the left side of () is also about 0.67, which satisfies this condition sufficiently.
【００２５】次に、図４に、本実施例の光源光学系及び
従来の光源光学系を用いてＮＡが０．６６であるライト
ガイドの入射端面へ集光させたスポットの照明分布のグ
ラフを示す。このグラフから、同じＮＡ内であっても本
実施例の光源光学系の方が従来例のものより集光スポッ
トの中心照度が高いことが分かる。本実施例の光源光学
系では、集光光学系が形成する集光スポット径の大きさ
を従来例よりも小さくすることができる。従って、集光
スポット径の大きさが３ｍｍを越える範囲では従来例の
方がライトガイドへ入射光量を多くすることができる
が、その径の大きさが２ｍｍ以下の範囲では本実施例の
方がライトガイドへの入射光量を多くすることができ
る。よって、２ｍｍ以下の細径のライトガイドを使用す
る際には、本実施例の光源光学系を用いることで、従来
例に対して約１．３倍以上の光量をかかるライトガイド
へ入射させることが可能になる。従って、肺，胆道等の
細管内を観察するための細径スコープに本実施例の光源
光学系を用いることで、スコープ径の更なる細径化を達
成できる。Next, FIG. 4 is a graph showing the illumination distribution of spots focused on the incident end surface of a light guide having an NA of 0.66 using the light source optical system of this embodiment and the conventional light source optical system. Show. From this graph, it can be seen that the center illuminance of the focused spot is higher in the light source optical system of the present embodiment than in the conventional example even within the same NA. In the light source optical system of the present embodiment, the size of the focused spot diameter formed by the focusing optical system can be made smaller than that of the conventional example. Therefore, when the size of the focused spot diameter exceeds 3 mm, the conventional example can increase the amount of light incident on the light guide, but when the size of the diameter is 2 mm or less, the present embodiment has a larger value. The amount of light incident on the light guide can be increased. Therefore, when a light guide having a diameter of 2 mm or less is used, the light source optical system according to the present embodiment is used to allow a light amount about 1.3 times or more that of the conventional example to enter the light guide. Will be possible. Therefore, by using the light source optical system of the present embodiment as a small-diameter scope for observing the inside of a thin tube such as a lung or a biliary tract, the diameter of the scope can be further reduced.
【００２６】ところで、本実施例の光源光学系は、照明
光源１３から射出される平行光束中、光の最大密度の１
０％以上の密度を有する部分をライトガイド１７に入射
させるたのに用いられる。従って、前記密度以下の周辺
光束は集光してもライトガイド１７への入射角がライト
ガイド１７のＮＡより大きくなるため、ライトガイド１
７へは伝送されない。そこで、図５（ａ）はその周辺光
束を有効利用してライトガイド１７への入射光量を向上
させる構成を示す図である。この構成では、放物面鏡１
３ａの集光光学系１４側に、同図（ｂ）に示す放物面鏡
１３ａの焦点位置を中心として形成された球面鏡１９を
配置し、ライトガイド１７への入射光としては直接用い
られていない光を前記焦点位置に戻している。そして、
この焦点位置に戻った光は光源ランプ１３ｂからの放射
光束と足し合わされて再度射出されるため、結果として
ライトガイド１７への入射光量は増加することになる。
尚、球面鏡１９の中心部は、直接照明光源１３からライ
トガイド１７へ入射する平行光束を遮断しないように空
洞となっている。By the way, the light source optical system of this embodiment has a maximum light density of 1 in the parallel light flux emitted from the illumination light source 13.
It is used to make a portion having a density of 0% or more incident on the light guide 17. Therefore, even if the peripheral light flux having a density equal to or lower than the above-mentioned density is condensed, the incident angle to the light guide 17 becomes larger than the NA of the light guide 17, and thus the light guide 1
It is not transmitted to 7. Therefore, FIG. 5A is a diagram showing a configuration in which the peripheral light flux is effectively used to increase the amount of light incident on the light guide 17. In this configuration, the parabolic mirror 1
A spherical mirror 19 formed around the focal position of the parabolic mirror 13a shown in FIG. 3B is arranged on the light condensing optical system 14 side of 3a, and is used directly as incident light to the light guide 17. No light is returned to the focus position. And
The light returned to the focus position is added with the luminous flux from the light source lamp 13b and is emitted again, so that the amount of light incident on the light guide 17 is increased.
The central portion of the spherical mirror 19 is hollow so as not to block the parallel light flux that directly enters the light guide 17 from the illumination light source 13.
【００２７】従って、球面鏡１９の中心部の空洞がライ
トガイド１７への入射光を遮断しないためには、その空
洞部の径の大きさは２ｆ2・ＮＡLS以上であることが必
要であり、およそ２ｆ2・ＮＡLSであれば最も効率よく
光源ランプ１３ｂからの放射光束をライトガイド１７へ
導くことができる。但し、球面鏡１９の空洞部の径の大
きさを放物面鏡１３ａの外径よりも大きくすると、球面
鏡として作用しなくなるため、放物面鏡１３ａの外径よ
りも小さくする必要がある。以上から、放物面鏡１３ａ
の外径の大きさをＤ1、球面鏡１９の空洞部の径の大き
さをＤ2とすると、 ２ｆ2・ＮＡLS≦Ｄ2＜Ｄ1 ・・・・（５） で表される条件式が導かれる。よって、本実施例の光源
光学系において用いられる球面鏡１９では、その空洞部
の径の大きさがおおよそ１７．５のとき最も効率よく光
源ランプ１３ｂからの放射光束をライトガイド１７へ導
くことができる。Therefore, in order that the cavity at the center of the spherical mirror 19 does not block the light incident on the light guide 17, the diameter of the cavity must be 2f2 · NALS or more, If it is about 2f2 · NALS , the radiant light flux from the light source lamp 13b can be guided to the light guide 17 most efficiently. However, if the diameter of the cavity of the spherical mirror 19 is made larger than the outer diameter of the parabolic mirror 13a, it will not function as a spherical mirror, so it must be smaller than the outer diameter of the parabolic mirror 13a. From the above, the parabolic mirror 13a
Where D1 is the outer diameter of the spherical mirror and D2 is the diameter of the cavity of the spherical mirror 19, the conditional expression expressed by 2f2 · NALS ≦ D2 <D1 ··· (5) Is guided. Therefore, in the spherical mirror 19 used in the light source optical system of the present embodiment, the light flux emitted from the light source lamp 13b can be most efficiently guided to the light guide 17 when the diameter of the cavity is approximately 17.5. .
【００２８】又、このような球面鏡１９を用いなくとも
ライトガイド１７への光量が十分に得られている場合に
は、前記周辺光束を中心部に空洞が形成されている遮光
部材によりカットするようにしてもよい。この場合、か
かる遮光部材の空洞部の径の大きさは前述の球面鏡１９
と同じく、２ｆ2・ＮＡLS以上で且つ放物面鏡１３ａの
外径の大きさ以下であることが必要となる。よって、放
物面鏡１３ａの外径をＤ1、遮光部材の空洞部の径の大
きさをＤ3とすると、 ２ｆ2・ＮＡLS≦Ｄ3＜Ｄ1 ・・・・（６） で表される条件式が導かれる。If a sufficient amount of light for the light guide 17 is obtained without using such a spherical mirror 19, the peripheral luminous flux should be cut by a light-shielding member having a cavity at its center. You may In this case, the size of the diameter of the cavity of the light shielding member is the same as that of the spherical mirror 19 described above.
Similarly to the above, it is necessary to be 2f2 · NALS or more and less than or equal to the outer diameter of the parabolic mirror 13a. Therefore, if the outer diameter of the parabolic mirror 13a is D1 and the diameter of the cavity of the light shielding member is D3 , then 2f2 · NALS ≦ D3 <D1 ··· (6) The conditional expression that is performed is derived.
【００２９】更に、本実施例の光源光学系に用いられる
集光光学系１４は、前群１４ａと後群１４ｂとから構成
されており、４枚のレンズ構成により構成されている従
来例に対してレンズ２枚分だけ削減されており、光源光
学系全系のコンパクト化と低コスト化を実現している。
尚、絞り機構１６は、集光光学系１４の前群１４ａの焦
点距離をｆ3、照明光源１３から射出される軸上光束の
径の大きさをＤとしたとき、｜ｆ3／Ｄ｜＝２．８５１
となり、上記条件式（４）を満たしている。従って、絞
り機構１６は前群１４ａと後群１４ｂとの間に配置され
るのであれば、回転カラーフィルタ１５等の干渉多層膜
タイプの透過波長選択フィルタの性能を劣化させるよう
なことはない。Further, the condensing optical system 14 used in the light source optical system of the present embodiment comprises a front group 14a and a rear group 14b, which is different from the conventional example having a four-lens structure. The total number of lenses has been reduced by two, and the overall optical system of the light source has been made compact and low cost.
When the focal length of the front group 14a of the condensing optical system 14 is f3 and the diameter of the on-axis light flux emitted from the illumination light source 13 is D, | f3 / D | = 2.851
And the above conditional expression (4) is satisfied. Therefore, if the diaphragm mechanism 16 is arranged between the front group 14a and the rear group 14b, it does not deteriorate the performance of the interference multilayer film type transmission wavelength selection filter such as the rotary color filter 15.
【００３０】以下、本実施例の内視鏡用光源光学系に用
いられる集光光学系１４を構成するレンズのデータを示
す。 ｆ1＝２．５４，ｆ2＝１３．２４，Ｄ＝２５．４，ｄ
0＝５０．０The data of the lenses constituting the condensing optical system 14 used in the endoscope light source optical system of this embodiment will be shown below. f1 = 2.54, f2 = 13.24, D = 25.4, d
0 = 50.0
【００３１】 ｒ1＝18.957 (非球面) ｄ1＝14.5 ｎ1＝1.52307 ν1＝58.49 ｒ2＝27.981 ｄ2＝20.7 ｒ3＝∞ (非球面) ｄ3＝5.96 ｎ3＝1.78472 ν3＝25.76 ｒ4＝-19.463 ｄ4＝3.7 ｒ5(ライトガイド入射面) ＝∞R1 = 18.957 (aspherical surface) d1 = 14.5 4.5 n1 = 1.52307 ν1 = 58.49 r2 = 27.981 d2 = 20.7 r3 = ∞ (aspherical surface) d3 = 5.96 n3 = 1.78472 ν3 = 25.76 r4 = -19.463 d4 = 3.7 r5 (light guide incident surface) = ∞
【００３２】円錐係数及び非球面係数 第１面 Ｐ＝1.0000 Ｈ＝-0.5×10-12 第３面 Ｐ＝0 Ｂ＝0.7401×10-1 Ｅ＝-0.29282×10-3 Ｆ＝0.61077 ×10-5 Ｇ＝0.43×10-7 Ｈ＝0.1 ×10-10The conical coefficient and aspherical coefficients first surface P = 1.0000 H = -0.5 × 10 -12 Third surface P = 0 B = 0.7401 × 10 -1 E = -0.29282 × 10 -3 F = 0.61077 × 10 -5 G = 0.43 × 10-7 H = 0.1 × 10-10
【００３３】更に、本実施例の内視鏡用光源光学系にお
いて、上記条件式（１）〜（４）に関する数値は以下の
通りである。 ｜２ｆ2・ｓｉｎθ1｜＝２．７７ （条件式（１）の左辺） ｜５ｆ1／ｆ2｜＝０．９６ （条件式（２）の左辺） ｜３．５ｆ1／ｆ2｜＝０．６７ （条件式（３）の左辺） ｜ｆ3／Ｄ｜＝２．８５ （条件式（４）の左辺）Further, in the endoscope light source optical system of the present embodiment, the numerical values relating to the conditional expressions (1) to (4) are as follows. | 2f2 · sin θ1 | = 2.77 (left side of conditional expression (1)) | 5f1 / f2 | = 0.96 (left side of conditional expression (2)) | 3.5f1 / f2 | = 0.67 (left-hand side of the conditional expression(3)) | f 3 /D|=2.85 ( left-hand side of the conditional expression (4))
【００３４】尚、参考のため、図７に示した従来の光源
光学系の集光光学系１８を構成するレンズのデータを以
下に示す。 ｆ1＝２．５４，ｆ2＝−２０．４４２，Ｄ＝２５．
４，ｄ0＝６５．０For reference, the data of the lens forming the condensing optical system 18 of the conventional light source optical system shown in FIG. 7 is shown below.f 1 = 2.54, f 2 = -20.442, D = 25.
4, d0 = 65.0
【００３５】 ｒ1＝∞ (非球面) ｄ1＝21.0 ｎ1＝1.52307 ν1＝58.49 ｒ2＝-35.806 ｄ2＝19.3 ｒ3＝21.742 ｄ3＝8 ｎ3＝1.52307 ν3＝58.49 ｒ4＝∞ (非球面) ｄ4＝8.34 ｒ5＝21.517 ｄ5＝1 ｎ5＝1.51633 ν5＝65.15R1 = ∞ (aspherical surface) d1 = 21.0 n1 = 1.52307 ν1 = 58.49 r2 = -35.806 d2 = 19.3 r3 = 21.742 d3 = 8 n3 = 1.52307 ν3 = 58.49 r4 = ∞(aspherical) d 4 = 8.34 r 5 = 21.517 d 5 = 1 n 5 = 1.51633 ν 5 = 65.15
【００３６】 ｒ6＝-14.662 ｄ6＝4.04 ｒ7＝∞ (非球面) ｄ7＝6.5 ｎ7＝1.52307 ν7＝58.49 ｒ8＝-19.559 ｄ8 ＝3.99 ｒ9(ライトガイド入射面) ＝∞R6 = -14.662 d6 = 4.04 r7 = ∞ (aspherical surface) d7 = 6.5 n7 = 1.52307 ν7 = 58.49 r8 = -19.559 d8 = 3.99 r9 (light guide incident surface) = ∞
【００３７】円錐係数及び非球面係数 第１面 Ｐ＝0 Ｂ＝3.0397×10-2 Ｅ＝-4.4557 ×10-7 Ｆ＝-8.1291 ×10-9 Ｇ＝-1.1544 ×10-8 Ｈ＝7.0860×10-14 Ｉ＝8.7393×10-17 第３面 Ｐ＝0 Ｂ＝-8.5489 ×10-2 Ｅ＝1.9031×10-4 Ｆ＝1.2990×10-6 Ｇ＝2.5445×10-8 Ｈ＝-1.7768 ×10-14 Ｉ＝-2.4388 ×10-17 第７面 Ｐ＝0 Ｂ＝6.6656×10-2 Ｅ＝2.4441×10-5 Ｆ＝-1.7471 ×10-6 Ｇ＝-8.7061 ×10-8 Ｈ＝1.6752×10-14 Ｉ＝1.0437×10-17 Ｊ＝4.0389×10-20 Ｋ＝3.0011×10-22 Ｌ＝6.5347×10-24 Ｍ＝1.5013×10-25Cone coefficient and aspherical surface coefficient First surface P = 0 B = 3.0397 × 10−2 E = −4.4557 × 10−7 F = −8.1291 × 10−9 G = −1.1544 × 10−8 H = 7.0860 × 10-14 I = 8.7393 × 10-17 3rd surface P = 0 B = -8.5489 × 10-2 E = 1.9031 × 10-4 F = 1.2990 × 10-6 G = 2.5445 × 10-8 H = -1.7768 × 10-14 I = -2.4388 x 10-17 7th surface P = 0 B = 6.6656 x 10-2 E = 2.4441 x 10-5 F = -1.7471 x 10-6 G = -8.7061 x 10-8 H = 1.6752 × 10-14 I = 1.0437 × 10-17 J = 4.0389 × 10-20 K = 3.0011 × 10-22 L = 6.5347 × 10-24 M = 1.5013 × 10-25
【００３８】更に、従来の内視鏡用光源光学系におい
て、上記条件式（１）〜（３）に関する数値は以下の通
りである。 ｜２ｆ2・ｓｉｎθ1｜＝４．２７ （条件式（１）の左辺） ｜５ｆ1／ｆ2｜＝０．６２ （条件式（２）の左辺） ｜３．５ｆ1／ｆ2｜＝０．４４ （条件式（３）の左辺）Further, in the conventional endoscope light source optical system, the numerical values relating to the conditional expressions (1) to (3) are as follows. | 2f2 · sin θ1 | = 4.27 (left side of conditional expression (1)) | 5f1 / f2 | = 0.62 (left side of conditional expression (2)) | 3.5f1 / f2 | = 0.44 (left side of conditional expression (3))
【００３９】第２実施例 図６は本実施例にかかる内視鏡用光源光学系の構成を示
す光軸に沿う断面図である。第１実施例に示した光源光
学系は、従来例と同じ放物面鏡を用いた場合に集光光学
系の焦点距離を変更することでライトガイドへの入射光
の高効率化を図ったものであるが、集光光学系の焦点距
離の絶対値がほぼ同じであっても放物面鏡の焦点距離を
変えることで、ライトガイドへの入射光量を増加させる
ことも可能である。そこで、本実施例では、集光光学系
だけでなく放物面鏡を変えることによりライトガイドへ
の入射光量を増加させる内視鏡用光源光学系を示す。と
ころで、内視鏡用光源光学系において、光源を物点，集
光スポットを像とみなした場合、光源光学系の近軸倍率
は放物面鏡の焦点距離で集光光学系の焦点距離を割った
値となる。このため、第１実施例の光源光学系では集光
光学系の焦点距離を短くすることで全光学系の近軸倍率
を小さくしていたが、放物面鏡の焦点距離を長くするこ
とによってもかかる近軸倍率を小さくすることは可能で
ある。Second Embodiment FIG. 6 is a sectional view taken along the optical axis showing the configuration of the endoscope light source optical system according to the present embodiment. In the light source optical system shown in the first embodiment, when the same parabolic mirror as in the conventional example is used, the focal length of the condensing optical system is changed to improve the efficiency of light incident on the light guide. However, even if the absolute value of the focal length of the condensing optical system is almost the same, it is possible to increase the amount of light incident on the light guide by changing the focal length of the parabolic mirror. In view of this, this embodiment shows an endoscope light source optical system that increases the amount of light incident on the light guide by changing not only the converging optical system but also the parabolic mirror. By the way, in the light source optical system for an endoscope, when the light source is regarded as an object point and the converging spot is regarded as an image, the paraxial magnification of the light source optical system is the focal length of the parabolic mirror and the focal length of the converging optical system. It is the divided value. Therefore, in the light source optical system of the first embodiment, the paraxial magnification of the whole optical system is reduced by shortening the focal length of the condensing optical system, but by increasing the focal length of the parabolic mirror. It is possible to reduce the paraxial magnification.
【００４０】そこで、本実施例の光源光学系では、図６
に示すように、従来例及び第１実施例で用いられている
放物面鏡１３ａを約１．５倍に係数倍した放物面鏡２０
ａを使用する。又、集光光学系２１の前群２１ａは第１
実施例の集光光学系１４の前群１４ａと同様のものを使
用しており、後群２１ｂを第１実施例の後群１４ｂと変
えることで集光光学系２１全体の焦点距離を第１実施例
のものとは変えている。尚、集光光学系２１全体の焦点
距離の絶対値は、図７に示した従来の集光光学系１８と
ほぼ同じである。この他の構成は第１実施例に示した光
源光学系と同様である。従って、放物面鏡２０ａの焦点
距離ｆ1は４．００で第１実施例の放物面鏡１３ａの約
１．５倍になるが、このとき、平行光束の広がりも約１
〜１．５倍となるため、照明光源２０は０〜４°の射出
光束を発する光源とみなすことができる。故に、集光光
学系２１により得られる集光スポットの径の大きさは、
前述の２ｆ2・ｓｉｎθ1の式から２．９となり、第１
実施例のものとぼぼ同じ大きさの集光スポット径が得ら
れる。Therefore, in the light source optical system of the present embodiment, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a parabolic mirror 20 obtained by multiplying the parabolic mirror 13a used in the conventional example and the first example by a factor of about 1.5 times.
Use a. Further, the front group 21a of the condensing optical system 21 is the first
The same group as the front group 14a of the condensing optical system 14 of the embodiment is used, and by changing the rear group 21b to the rear group 14b of the first embodiment, the focal length of the whole condensing optical system 21 becomes the first. It is different from that of the embodiment. The absolute value of the focal length of the entire condensing optical system 21 is almost the same as that of the conventional condensing optical system 18 shown in FIG. The other structure is the same as that of the light source optical system shown in the first embodiment. Therefore, the focal length f1 of the parabolic mirror 20a is 4.00, which is about 1.5 times that of the parabolic mirror 13a of the first embodiment. At this time, the spread of the parallel light flux is also about 1.
Since it is up to 1.5 times, the illumination light source 20 can be regarded as a light source that emits an emission light flux of 0 to 4 °. Therefore, the diameter of the focused spot obtained by the focusing optical system 21 is
From the above formula of 2f2 · sin θ1 , it becomes 2.9, and the first
A focused spot diameter almost the same as that of the embodiment can be obtained.
【００４１】又、第１実施例の光源光学系では、集光光
学系１４の焦点距離を従来のものと比較して約１〜１．
５倍としたのに対し、本実施例の光源光学系では放物面
鏡２０ａの焦点距離を約１．５倍にしているため、上記
条件式（２）の左辺の値は第１実施例の場合と同じ値に
なり、所定の条件を満足している。よって、ライトガイ
ド１７の径の大きさが２．９ｍｍ以下であれば上記条件
式（１）も満足できるため、効率よく照明光源２０から
の射出光をライトガイド１７へ導くことができる。更
に、本実施例の光源光学系では、上記条件式（２）のみ
ならず条件式（３）も満足しているため、更なる高効率
で照明光源２０からの射出光をライトガイド１７へ入射
させることができる。従って、ＮＡが０．６以内である
ライトガイド１７の入射面での照度分布は第１実施例の
ものと同様に図４に示すようになり、ライトガイド１７
の径の大きさが２ｍｍ以下であれば、従来の光源光学系
に対して１．３倍以上の光量をライトガイド１７へ入射
させることが可能である。従って、肺，胆道等の細管内
を観察するための細径スコープに本実施例の光源光学系
を用いれば、従来のこの種のスコープと比べて更なる細
径化が可能になり、大きな効果が得られる。又、第１実
施例の光源光学系と同様に、ライトガイド１７へ入射し
ない周辺光束は球面鏡を用いて放物面鏡２０ａの焦点位
置に戻すことにより、ライトガイドへの入射光量を更に
増加させることも可能であり、このとき用いる球面鏡に
は第１実施例において示したものと同様の条件を有する
ものを用いればよい。Further, in the light source optical system of the first embodiment, the focal length of the condensing optical system 14 is about 1 to 1.
While the focal length of the parabolic mirror 20a is set to about 1.5 times in the light source optical system of the present embodiment, the value on the left side of the conditional expression (2) is set to 5 times. The value is the same as in the case of, and the predetermined condition is satisfied. Therefore, if the diameter of the light guide 17 is 2.9 mm or less, the conditional expression (1) can also be satisfied, so that the light emitted from the illumination light source 20 can be efficiently guided to the light guide 17. Further, in the light source optical system of the present embodiment, not only the conditional expression (2) but also the conditional expression (3) is satisfied, so that the light emitted from the illumination light source 20 enters the light guide 17 with higher efficiency. Can be made. Therefore, the illuminance distribution on the incident surface of the light guide 17 whose NA is within 0.6 is as shown in FIG. 4 as in the first embodiment.
If the diameter of the light source is 2 mm or less, it is possible to make the light guide 17 enter a light amount 1.3 times or more that of the conventional light source optical system. Therefore, if the light source optical system of the present embodiment is used for a small-diameter scope for observing the inside of a thin tube such as a lung or a biliary tract, it is possible to further reduce the diameter as compared with a conventional scope of this type, which is a great effect. Is obtained. Further, similarly to the light source optical system of the first embodiment, the peripheral light flux not incident on the light guide 17 is returned to the focus position of the parabolic mirror 20a by using a spherical mirror, thereby further increasing the amount of light incident on the light guide. It is also possible to use a spherical mirror having the same conditions as those shown in the first embodiment.
【００４２】更に、本実施例では、放物面鏡２０ａの外
径の大きさが第１実施例に用いたものとは異なっている
ため、集光光学系２１の前群２１ａが第１実施例の光源
光学系のものと同様でも、上記条件式（４）の左辺の値
は異なるが、所定の条件は満たしている。又、このと
き、照明光源２０から射出される軸上光束の径の大きさ
Ｄの値は放物面鏡２０ａの外径の大きさではなく、実際
に前群２１ａに入射する軸上光束となる光束径の大きさ
（前群２１ａの外径の大きさと同じ）で計算している。
このため、前群２１ａと後群２１ｂとの間に回転カラー
フィルタ１５等の干渉多層膜タイプの透過波長選択フィ
ルタを配置しても、その性能を劣化させるようなことは
ない。又、従来例における集光光学系は４枚のレンズか
ら構成されているものであるが、本実施例中の集光光学
系２１も第１実施例のものと同様２枚のレンズからなっ
ており、光源光学系のコンパクト化及び低コスト化を達
成している。Further, in this embodiment, since the outer diameter of the parabolic mirror 20a is different from that used in the first embodiment, the front group 21a of the condensing optical system 21 is the first embodiment. Even if it is the same as that of the light source optical system of the example, the value on the left side of the conditional expression (4) is different, but the predetermined condition is satisfied. At this time, the value of the size D of the diameter of the on-axis light flux emitted from the illumination light source 20 is not the size of the outer diameter of the parabolic mirror 20a, but the value of the on-axis light flux that actually enters the front group 21a. It is calculated by the size of the luminous flux diameter (the same as the size of the outer diameter of the front group 21a).
Therefore, even if an interference multilayer film type transmission wavelength selection filter such as the rotary color filter 15 is arranged between the front group 21a and the rear group 21b, its performance is not deteriorated. Further, the condensing optical system in the conventional example is composed of four lenses, but the condensing optical system 21 in this embodiment is also composed of two lenses as in the first embodiment. Therefore, the light source optical system is made compact and the cost is reduced.
【００４３】以下、本実施例の内視鏡用光源光学系に用
いられる集光光学系２１を構成するレンズのデータを示
す。 ｆ1＝４．００，ｆ2＝２０．９９８，Ｄ＝４０．０，
ｄ0＝５０．０The data of the lenses forming the condensing optical system 21 used in the endoscope light source optical system of this embodiment will be shown below. f1 = 4.00, f2 = 20.998, D = 40.0,
d0 = 50.0
【００４４】 ｒ1＝18.957 (非球面) ｄ1＝14.5 ｎ1＝1.52307 ν1＝58.49 ｒ2＝27.981 ｄ2＝20.7 ｒ3＝∞ (非球面) ｄ3＝9 ｎ3＝1.52307 ν3＝58.49 ｒ4＝-21.184 ｄ4＝4.04 ｒ5(ライトガイド入射面) ＝∞R1 = 18.957 (aspherical surface) d1 = 14.5 n1 = 1.52307 ν1 = 58.49 r2 = 27.981 d2 = 20.7 r3 = ∞ (aspherical surface) d3 = 9 n3 = 1.52307 ν3 = 58.49 r4 = -21.184 d4 = 4.04 r5 (light guide incident surface) = ∞
【００４５】円錐係数及び非球面係数 第１面 Ｐ＝1.0000 Ｈ＝-0.5×10-12 第３面 Ｐ＝1.0000 Ｂ＝0.06438 Ｅ＝0.15079 ×10-3 Ｆ＝-0.19159×10-5 Ｇ＝-0.99999×10-8Cone coefficient and aspherical coefficient First surface P = 1.0000 H = -0.5 × 10-12 Third surface P = 1.0000 B = 0.06438 E = 0.15079 × 10-3 F = -0.19159 × 10-5 G =- 0.99999 x 10-8
【００４６】更に、本実施例の内視鏡用光源光学系にお
いて、上記条件式（１）〜（４）に関する数値は以下の
通りである。 ｜２ｆ2・ｓｉｎθ1｜＝２．９３ （条件式（１）の左辺） ｜５ｆ1／ｆ2｜＝０．９５ （条件式（２）の左辺） ｜３．５ｆ1／ｆ2｜＝０．６７ （条件式（３）の左辺） ｜ｆ3／Ｄ｜＝２．１３ （条件式（４）の左辺）Further, in the endoscope light source optical system of the present embodiment, the numerical values relating to the conditional expressions (1) to (4) are as follows. | 2f2 · sin θ1 | = 2.93 (left side of conditional expression (1)) | 5f1 / f2 | = 0.95 (left side of conditional expression (2)) | 3.5f1 / f2 | = 0.67 (left-hand side of the conditional expression(3)) | f 3 /D|=2.13 ( left-hand side of the conditional expression (4))
【００４７】尚、上記各実施例の数値データにおいて、
ｆ1は放物面鏡の焦点距離、ｆ2は集光光学系の焦点距
離、Ｄは放物面鏡の外径の大きさ、ｄ0は放物面鏡の射
出面から第１レンズ面までの距離、ｒ1，ｒ2，・・・
・は各レンズ面の曲率半径、ｄ1，ｄ2，・・・・は各
レンズの肉厚又はそれらの間隔、ｎ1，ｎ2，・・・・
は各レンズの屈折率、ν1，ν2・・・・は各レンズの
アッベ数を夫々示している。又、上記実施例中の各非球
面形状は、光軸上の光の進行方向をＸ軸、光軸と直交す
る方向をＹ軸にとり、円錐係数をＰ、２次，４次，６
次，８次，１０次，１２次，１４次，１６次，１８次，
２０次の非球面係数を夫々Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，
Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍとしたとき、以下に示す式により与えら
れる。In the numerical data of each of the above embodiments,
f1 is the focal length of the parabolic mirror, f2 is the focal length of the condensing optical system, D is the outer diameter of the parabolic mirror, and d0 is the first lens surface from the exit surface of the parabolic mirror. Distance to r1 , r2 , ...
- radius of curvature of each lens surface, d1, d2, ···· wall thickness or their spacing of each lens, n1, n2, ····
Indicates the refractive index of each lens, and ν1 , ν2 ... Show the Abbe number of each lens. Further, in each aspherical shape in the above-mentioned embodiment, the traveling direction of light on the optical axis is the X axis, the direction orthogonal to the optical axis is the Y axis, and the conic coefficient is P, quadratic, quaternary, 6
Next, 8th, 10th, 12th, 14th, 16th, 18th,
The 20th-order aspherical coefficients are B, E, F, G, H, I, and
When J, K, L, and M are given, they are given by the following equations.
【００４８】以上説明したように、本発明による内視鏡
用光源光学系は特許請求の範囲に記載した特徴と合わ
せ、以下の（１）〜（８）に示すような特徴も備えてい
る。As described above, the light source optical system for an endoscope according to the present invention has the following features (1) to (8) in addition to the features described in the claims.
【００４９】（１）少なくとも、光源と、この光源から
の光束をほぼ平行光束にする反射鏡と、この反射鏡によ
り平行光束とされた光を集光する集光光学系とを有し、
内視鏡に備えられた照明光を伝達するライトガイドに光
を入射させる内視鏡用光源光学系において、以下に示す
条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とする内
視鏡用光源光学系。 ｜２ｆ2・ｓｉｎθ1｜≧φLS ｜３．５ｆ1／ｆ2｜≧ＮＡLS 但し、ＮＡLSは上記ライトガイドの開口数、ｆ1は上記
反射鏡の焦点距離、ｆ2は上記集光光学系の焦点距離、
θ1は上記反射鏡により形成された平行光束において光
の密度分布が１０％以下となる光束の上記ライトガイド
端面への入射角度、φLSは上記ライトガイドの径の大き
さを夫々示している。(1) At least the light source and the light source
Of the parallel light flux of
And a condensing optical system that condenses the light made into a parallel light flux,
Light is transmitted to the light guide that transmits the illumination light provided in the endoscope.
In the light source optical system for the endoscope that makes the
The feature is that the conditional expressions are satisfied at the same time.
Light source optical system for endoscopes. | 2fTwo・ Sin θ1│ ≧ φLS | 3.5f1/ FTwo│ ≧ NALS However, NALSIs the numerical aperture of the above light guide, f1Is above
Focal length of reflector, fTwoIs the focal length of the above focusing optical system,
θ1Is the light in the parallel light flux formed by the reflecting mirror.
Light guide of the light flux whose density distribution is less than 10%
Angle of incidence on the end face, φLSIs the diameter of the above light guide
They are shown respectively.
【００５０】（２）上記反射鏡の焦点位置を中心とした
球面鏡が放物面鏡に隣接して配置され、この球面鏡と光
軸とが交わる位置を中心として上記球面鏡には空洞が設
けられており、この空洞の径の大きさが以下に示す条件
式を満足していることを特徴とする請求項１又は上記
（１）に記載の内視鏡用光源光学系。 ２ｆ2・ＮＡLS≦Ｄ2＜Ｄ1 但し、ｆ2は上記集光光学系の焦点距離、Ｄ1は上記放
物面鏡の空洞の外径の大きさ、Ｄ2は上記球面鏡の空洞
径の大きさを示している。(2) A spherical mirror whose center is the focal position of the reflecting mirror is arranged adjacent to the parabolic mirror, and a cavity is provided in the spherical mirror around the position where the spherical mirror intersects the optical axis. The optical source optical system for an endoscope according to claim 1 or (1), wherein the size of the diameter of the cavity satisfies the following conditional expression. 2f2 · NALS ≦ D2 <D1 where f2 is the focal length of the condensing optical system, D1 is the outer diameter of the cavity of the parabolic mirror, and D2 is the cavity diameter of the spherical mirror. Shows the size of.
【００５１】（３）上記反射鏡と隣接して遮光部材が配
置されており、この遮光部材と光軸とが交わる位置を中
心として上記遮光部材には空洞が設けられており、その
空洞の径の大きさが以下に示す条件を満足していること
を特徴とする請求項１又は上記（１）に記載の内視鏡用
光源光学系。 ２ｆ2・ＮＡLS≦Ｄ3＜Ｄ1 但し、ｆ2は上記集光光学系の焦点距離、Ｄ1は上記放
物面鏡の空洞径の大きさ、Ｄ3は上記遮光部の空洞径の
大きさを示している。(3) A light shielding member is arranged adjacent to the reflecting mirror, and a cavity is provided in the light shielding member around the position where the light shielding member intersects the optical axis, and the diameter of the cavity is provided. The light source optical system for an endoscope according to claim 1 or (1), characterized in that the size of the light source satisfies the following condition. 2f2 · NALS ≦ D3 <D1 where f2 is the focal length of the condensing optical system, D1 is the cavity diameter of the parabolic mirror, and D3 is the cavity diameter of the light shielding part. The size is shown.
【００５２】（４）上記反射鏡は放物面鏡であることを
特徴とする請求項１並びに上記（１）乃至（３）の何れ
かに記載の内視鏡用光源光学系。(4) The light source optical system for an endoscope according to any one of (1) to (3) above, wherein the reflecting mirror is a parabolic mirror.
【００５３】（５）上記集光光学系は２群により構成さ
れ、前群と後群との間に少なくとも１枚以上のフィルタ
が配置されていることを特徴とする請求項１又は上記
（１）に記載の内視鏡用光源光学系。(5) The condensing optical system is composed of two groups, and at least one or more filters are arranged between the front group and the rear group. ) A light source optical system for an endoscope according to [1].
【００５４】（６）上記集光光学系の前群の焦点距離を
ｆ3、軸上光束の径の大きさをＤとしたとき、以下に示
す条件式を満足するようにしたことを特徴とする上記
（５）に記載の内視鏡用光源光学系。 ｜ｆ3／Ｄ｜＞１．４６２(6) When the focal length of the front group of the condensing optical system is f3 and the diameter of the axial luminous flux is D, the following conditional expression is satisfied. The light source optical system for an endoscope according to (5) above. │f3 /D│>1.462
【００５５】（７）上記フィルタは回転カラーフィルタ
であることを特徴とする上記（５）に記載の内視鏡用光
源光学系。(7) The endoscope light source optical system according to (5), wherein the filter is a rotary color filter.
【００５６】上記集光光学系の前群と後群との間に透過
光量を制御し得る透過光量調節機構が配置されているこ
とを特徴とする請求項１又は上記（１）に記載の内視鏡
用光源光学系。A transmitted light amount adjusting mechanism capable of controlling a transmitted light amount is arranged between the front group and the rear group of the condensing optical system. Light source optical system for endoscopes.
【００５７】[0057]
【発明の効果】上述のように、本発明の内視鏡用光源光
学系によれば、光源からの光を効率よくライトガイドに
入射させることが可能なため、ライトガイドの細径化、
更には内視鏡スコープの細径化を図ることができる。よ
って、特に、本発明の内視鏡用光源光学系を医療用に用
いれば、患者の苦痛を軽減することができる。As described above, according to the endoscope light source optical system of the present invention, since the light from the light source can be efficiently incident on the light guide, the diameter of the light guide can be reduced.
Furthermore, the diameter of the endoscope can be reduced. Therefore, in particular, if the endoscope light source optical system of the present invention is used for medical purposes, the pain of the patient can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明による内視鏡用光源光学系の基本構成の
概念を示す光軸に沿う断面図である。FIG. 1 is a sectional view taken along the optical axis showing the concept of the basic configuration of a light source optical system for an endoscope according to the present invention.
【図２】第１実施例にかかる内視鏡用光源光学系の構成
を示す光軸に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the optical axis showing the configuration of the endoscope light source optical system according to the first example.
【図３】第１実施例の光源光学系に用いられる照明光源
からの射出光の角度とその光の密度分布を示すグラフで
ある。FIG. 3 is a graph showing an angle of light emitted from an illumination light source used in the light source optical system of the first embodiment and a density distribution of the light.
【図４】第１実施例の光源光学系及び従来の光源光学系
を用いてＮＡが０．６６であるライトガイドの入射端面
へ集光させたスポットの照明分布を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an illumination distribution of spots focused on an incident end surface of a light guide having an NA of 0.66 using the light source optical system of the first example and the conventional light source optical system.
【図５】（ａ）は第１実施例の内視鏡用光源光学系にお
いて照明光源からの射出光の有効利用を図るための構成
を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示した構成に用いら
れる球面鏡の構成を示す斜視図である。FIG. 5A is a diagram showing a configuration for effectively utilizing the light emitted from the illumination light source in the endoscope light source optical system of the first embodiment, and FIG. 5B is shown in FIG. It is a perspective view which shows the structure of the spherical mirror used for the said structure.
【図６】第２実施例にかかる内視鏡用光源光学系の構成
を示す光軸に沿う断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the optical axis showing the configuration of an endoscope light source optical system according to a second example.
【図７】従来の内視鏡用光源光学系の構成を示す光軸に
沿う断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the optical axis showing the configuration of a conventional endoscope light source optical system.
【図８】ライトガイドの入射端に集光される軸上集光光
束の配光特性を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a light distribution characteristic of an axially condensed light beam condensed at an incident end of a light guide.
【図９】ライトガイドのＮＡの定義を説明するための図
である。FIG. 9 is a diagram for explaining the definition of NA of a light guide.
【図１０】放物面鏡一体型のランプを光源として用いた
従来の内視鏡用光源光学系の構成を示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing the configuration of a conventional endoscope light source optical system using a parabolic mirror-integrated lamp as a light source.
【図１１】点光源からの光を正弦条件を満たすレンズを
用いて平行光束に変換する方法を説明するための図であ
る。FIG. 11 is a diagram for explaining a method of converting light from a point light source into a parallel light flux using a lens that satisfies a sine condition.
【図１２】点光源からの光を放物面鏡を用いて平行光束
に変換する方法を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a method of converting light from a point light source into a parallel light flux using a parabolic mirror.
【図１３】点光源からの光を放物面鏡を用いて平行光束
に変換した際の光の密度分布を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a light density distribution when light from a point light source is converted into a parallel light flux using a parabolic mirror.
１，１２，１７ ライトガイド ２ ランプ射出面 ３，１０，１４，１８，２１ 集光光学系 ４ 点光源 ５ レンズ ６ レンズ５の前側主平面 ７，９ａ，１３ａ，２０ａ 放物面鏡 ９，１３，２０ 照明光源 ９ｂ，１３ｂ，２０ｂ 光源ランプ １０ａ，１４ａ，２１ａ 前群 １０ｂ，１４ｂ，２１ｂ 後群 １１ 透過波長選択フィルタ １５ 回転カラーフィルタ １６ 絞り機構 １９ 球面鏡 1, 12, 17 Light guide 2 Lamp emission surface 3, 10, 14, 18, 21 Condensing optical system 4 Point light source 5 Lens 6 Front main plane of lens 5 7, 9a, 13a, 20a Parabolic mirror 9, 13 , 20 Illumination light sources 9b, 13b, 20b Light source lamps 10a, 14a, 21a Front group 10b, 14b, 21b Rear group 11 Transmission wavelength selection filter 15 Rotating color filter 16 Aperture mechanism 19 Spherical mirror
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