照明装置的制造方法_2

文档序号:9601624阅读:来源:国知局
2的内周面。
[0050]发光部I例如是配置于内窥镜的内部的光纤束。光纤束的基端与配置于内窥镜的外部的光源装置(省略图示)连接,从光源装置供给的照明光在光纤束中进行导光并从作为光纤束的前端的射出端Ia射出。射出端Ia相对于光学部件2的基端面在充分接近的位置上对置配置,使照明光入射到光学部件2的导光层4(后述)的基端面上。
[0051]照明光的颜色可以根据用途而适当选择,在被摄体的普通观察时优选为白色。在NBI (窄带光观察)或荧光观察等特殊光观察时,可以将仅在特定的波长频带具有发光光谱的窄带的光用作照明光。
[0052]此外,在图1A和图1B中示出了在以观察光轴A为中心的圆周上等间隔地排列的四个发光部1,但是,发光部I的形式或数量也可以适当变更。例如,关于发光部1,也可以代替光纤束而采用LED或激光等小型的固体光源。并且,射出端Ia的形状也可以适当变更,如图2和图3所示,可以是圆形或者扇形,也可以是它们以外的形状,例如矩形以外的多边形或椭圆形。
[0053]光学部件2被配置为其中心轴(规定的轴)与观察光轴(规定的轴)A大致一致。内窥镜所具有的普通的摄像光学系统由沿着观察光轴A排成一列的多个透镜和在内部保持这些多个透镜的圆筒状的镜框组成。光学部件2以包围该镜框的外周面的方式配置。
[0054]光学部件2具有在半径方向上层叠两个层4、5而得到的层结构。具体而言,光学部件2具有位于半径方向内侧的导光层4以及位于该导光层4的半径方向外侧和前端侧并覆盖导光层4的外表面的扩散层5。导光层4的外周面与扩散层5的内周面接合,照明光能够在导光层4与扩散层5之间往来。
[0055]导光层4由传播照明光的导光材料制成。作为导光材料例如使用丙烯或zeonor等塑料材料。
[0056]优选扩散层5由与构成导光层4的导光材料相同的导光材料和将照明光扩散的扩散材料构成,扩散材料在以大致均匀的密度分散的状态下承载于作为母材的导光材料中。作为扩散材料使用氧化钛等。
[0057]如图4所示,从基端面入射到光学部件2的照明光中包含的各光线向与入射角度对应的方向前进,大多数的光线借助后述的反射层3的反射作用而入射到扩散层5。图4中的箭头表示照明光中包含的光线及其前进方向。
[0058]入射到扩散层5的照明光在该扩散层5的内部进行导光的期间,重复进行因导光材料与扩散材料之间的折射率的差而产生的折射,从而大致各向同性地扩散,由此转换成大致各向同性散射光。作为大致各向同性散射光的照明光的几乎全部因后述的反射层3的反射作用而从扩散层5的表面中的向外部露出的前端面或者外周面向外部射出。由此,主要借助从扩散层5的前端面向观察光轴A前方射出的照明光来照明观察光学系统的前方的视野,主要借助从扩散层5的外周面相对于观察光轴A呈放射状射出的照明光在整个外周上照明观察光学系统的侧方的视野。
[0059]光学部件2的前端面形成为从外周面平滑连续并且外径朝向前端侧逐渐变小的锥状,优选具有带圆弧的形状。由此,从前端面和外周面射出的照明光的强度在各角度上均等,能够以均匀的明亮度照明宽视野的各位置,能够得到良好的照明性能。
[0060]反射层3对于照明光具有较高的反射率,在比光学部件2的内周面靠半径方向内侧的位置与光学部件2的内周面相邻设置。反射层3也可以是固定于光学部件2的内周面的片或管。此时,反射层3也可以以在与扩散层2之间夹着空气层的方式与扩散层2相接,也可以利用具有与扩散层2的折射率大致相同的折射率的光学粘接剂固定于扩散层2。或者,反射层3也可以是形成于光学部件2的内周面的反射材料的膜。从光学部件2的内周面射出的照明光借助反射层3返回到光学部件2,由此,沿着观察光轴A入射到光学部件2的照明光的几乎全部从光学部件2的前端面和外周面射出,有助于前方和侧方的视野的照明。由此,能够得到较高的照明效率。
[0061]接着,对这样构成的照明装置100的作用进行说明。
[0062]根据本实施方式的照明装置100,从发光部I的射出端Ia入射到光学部件2的导光层4的照明光向位于导光层4的外侧的扩散层5入射,在该扩散层5中进行导光的期间向各个方向扩散。此时,照明光中包含的光线的一部分从扩散层5的前端面或者外周面射出。另一方面,照明光中包含的光线的其他部分再次从扩散层5的内周面入射到导光层4,在该导光层4中直进而从导光层4的内周面射出,被配置在导光层4与摄像光学系统之间的反射层3反射而返回到扩散层5,再次直进而入射到扩散层5,重复进行扩散层5的扩散和反射层3的反射直到从扩散层5的前端面或者外周面射出。由此,从发光部I入射到光学部件2的照明光几乎不会损失光量,能够以足够的明亮度同时照明观察光学系统的前方的视野和侧方的视野。
[0063]这里,在扩散层5中几乎被完全扩散(郎伯散射)而成为各向同性散射光的照明光从扩散层5向各个方向射出。而且,由于具有前端面和外周面平滑连续的形状,因此分别从前端面和外周面射出的照明光不会产生不连续的明亮度的变化。因此,能够以均匀的明亮度照明180°以上的宽角度范围。
[0064]在该情况下,本实施方式的照明装置100是在内窥镜所具有的摄像光学系统的外侧与该摄像光学系统同轴配置的筒状,成为在内窥镜的径向上具有足够小的尺寸的层状的构造。因此,能够在几乎不增加内窥镜的前端部的直径的情况下将照明装置100组装到内窥镜的前端。具体而言,因组装照明装置100引起的内窥镜的前端部的直径的增加幅度可以是与圆筒状的光学部件2和反射层3的厚度相当的量。因此,具有也能够良好地应用于细径的内窥镜这样的优点。
[0065]并且,照明光在扩散层5中相对于观察光轴A还向后方(在附图中为从左朝向右的方向)扩散。即,特别是在基端面附近被扩散层5扩散的照明光中的一部分从光学部件2的基端面射出,由此照明光的光量产生损失。因此,像本实施方式那样,在从射出端Ia入射照明光的半径方向内侧设置不具有照明光的扩散作用的导光层4,由此具有如下优点:减少从光学部件2向观察光轴A后方射出的照明光,进而能够得到较高的照明效率。
[0066]此外,在本实施方式中,光学部件2仅在导光层4的外侧具有扩散层5,但是,也可以取而代之,如图5A和图5B所不,具有设置在导光层4的半径方向外侧、夹在导光层4与反射层3之间的另一个扩散层6,具有在半径方向上层叠三个层4、5、6而得到的构造。
[0067]在这样构成的光学部件2中,关于照明光,如图6所示那样示出与图1A和图1B的光学部件2几乎同样的相同状态。即使采用这种方式,导光层4也设置在照明光从射出端Ia入射的位置,能够借助导光层4实现照明效率的提高。
[0068](第二实施方式)
[0069]接着,参照图7和图8对本发明的第二实施方式的照明装置200进行说明。在本实施方式中,主要说明与上述的第一实施方式不同的方面,对与第一实施方式相同的结构标注相同的标号并省略说明。
[0070]本实施方式的照明装置200主要在如下的方面与第一实施方式不同:取代整周延伸的光学部件2,如图7所示那样具有光学部件21,该光学部件21具有将周向上的一部分切口的大致C字形状的横截面。
[0071]将光学部件21的周向上的一部分在长度方向上切口得到的切口部21a具有扇形的横截面形状。光学部件21的其他结构和作用与第一实施方式的光学部件2相同。
[0072]反射层31与第一实施方式的反射层3同样地设置在光学部件21的内周面上,使从内周面射出的照明光返回到光学部件21。反射层31优选也设置于在切口部21a中露出的光学部件21的截面,使从该截面射出的照明光返回到光学部件21。反射层31的其他结构和作用与第一实施方式的反射层3相同。
[0073]在设计上在摄像光学系统的周围配置有各种各样的部件。根据本实施方式的照明装置200,具有如下优点:能够在由切口部21a确保的空间内配置这样的部件,能够成为通用性更高的结构。并且,与第一实施方式同样具有如下优点:能够有效且高效地照明180°以上的宽角度范围,并且还能够良好地应用于细径的内窥镜。
[0074]此外,在本实施方式中,切口部21a的形状和数量也可以适当变更。例如,也可以通过在周向的多个部位形成切口部21a而在周向上将光学部件21分割成多个,多个光学部件21在周向上排列。在该情况下,各个光学部件21是与观察光轴A垂直的横截面具有大致马蹄形状的柱状,各个光学部件21的半径方向内侧的侧面是以观察光轴A为中心弯曲的曲面。在图8中示出因在周向上的两个部位形成切口部21a而使光学部件21由两个部件构成的例子。
[0075]并且,在本实施方式中,发光体I也可以如图2和图3所示那样具有矩形以外的形状的射出端la。
[0076]并且,在本实施方式中,光学部件21也可以如图5A和图5B所示那样具有另一个扩散层6。
[0077](第三实施方式)
[0078]接着,参照图9A到图1OB对本发明的第三实施方式的照明装置300进行说明。在本实施方式中,主要说明与上述的第一和第二实施方式不同的方面,对与第一和第二实施方式相同的结构标注相同的标号并省略说明。
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