内窥镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有照明光学系统和观察光学系统的内窥镜。
【背景技术】
[0002] -般地，在内窥镜的前端部配置有用于照射被摄体的照明光学系统、在前端面配 置有用于使来自被摄体的光入射的光学构件的观察光学系统、导出处理器具的通道以及清 洗附着于摄像光学系统的透镜面的污迹的喷嘴等结构物。
[0003] 另外，在搭载能够进行近距离放大观察的观察光学系统的内窥镜中，通过使观察 光学系统的一部分透镜移动来使焦距变化，从而不只是普通观察，还能够进行近距离观察。 而且，由于在普通观察时和近距离观察时使用同一照明光学系统，因此特别是在与被摄体 之间的距离为2mm以下那样的近距离观察时，受到照明光学系统的布局的影响，导致周边 部分比画面中央亮。因此，在使想要关注的被摄体配置在中央部分时，照明光未被充足地配 光，从而无法良好地进行观察。
[0004] 在专利文献1中公开了如下一种内窥镜：通过在从多个照明窗射出的照明光重叠 的范围内设定最佳焦点位置的操作范围，由此近距离放大观察时的照明不均小，从而能够 以足够的亮度照明被摄体。
[0005] 另外，在专利文献2中公开了如下一种内窥镜：通过在观察光学系统的两侧的观 察区域的周边部分的照度为中心部分的照度的两倍以下的位置设置照明单元，由此将近距 离观察时的观察区域的偏差抑制为最小限度。
[0006] 专利文献1 :日本特开2001-346752号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2000-37345号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 然而，上述的各专利文献均未就普通观察时的配光作任何考虑，另外，在近距离观 察时也存在如下的问题。
[0010] 即，在专利文献1所公开的内窥镜中，需要以照明光学系统的配光充分扩展的距 离来设定最佳焦点位置，因此很难接近被摄体，从而不适于放大观察。
[0011] 在专利文献2所公开的内窥镜中，通过使观察光学系统与照明光学系统之间的距 离拉开来确保配光，因此内窥镜的前端直径变大。
[0012] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在普通观察时和近距离观 察时都能够确保充足的配光来进行良好的观察的内窥镜。
[0013] 用于解决问题的方案
[0014] 为了达到上述目的，本发明提供以下方案。
[0015] 本发明的一个方式为一种内窥镜，具备：观察光学系统，其包括多个透镜，具有接 近被摄体来进行放大观察的功能；以及多个照明光学系统，其包括多个透镜，向被摄体照射 照明光，其中，在将插入部前端面与被摄体之间的距离为I. 5mm至2. 5mm之间的任意的距离 的近距离观察时的观察视角内的最大亮度设为ITM、将该近距离观察时的中心亮度设为Ιτ。、 将插入部前端面与被摄体之间的距离为50mm的普通观察时的中心亮度设为Iwc、将该普通 观察时的最大视角的80%的位置处的亮度设为、时，满足以下条件式。
[0016] 0· 3 < ITC/ITM< 0· 45…（1)
[0017] 0· 15 < Iws/Iwc< 0· 25... (2)
[0018] 0· 3 < fLfT/ Φ LIH< 0· 6... (3)
[0019] 其中，&为照明光学系统整个系统的焦距，fT为观察光学系统的最大放大时的整 个系统的焦距，为照明光学系统的最靠近物体侧的透镜的外径，IH为观察光学系统的最 大像尚。
[0020] 根据本方式，通过满足条件式（1)，即使在近距离放大观察时，也能够提高中心部 分的亮度与周边部分的亮度之比，从而能够进行良好的观察。即，在近距离放大观察状态 下，观察光学系统与被摄体之间的距离比观察光学系统与照明光学系统之间的距离近，因 此周边部分的亮度比中心部分的亮度大。特别是在近距离放大观察时，由于使关注的病变 等配置在中心部分的情形较多，因此如果中心部分的亮度与周边部分的亮度之比不高，则 无法进行良好的观察。因此，通过满足上述条件式（1)，即使在近距离放大观察时，也能够提 高中心部分的亮度与周边部分的亮度之比，从而进行良好的观察。
[0021] 在普通观察状态下，由于与被摄体之间的距离足够，因此中心部分的亮度比周边 部分的亮度大。另外，在该状态下为具有纵深的被摄体的观察，因此如果过分提高周边部分 的亮度，则会妨碍纵深方向的良好的观察。另一方面，如果过分降低周边部分的亮度，则会 妨碍周边部分的良好的观察，因此需要取得两者的平衡。因此，构成为满足条件式（2)。
[0022] 为了满足条件式（1)和（2)两个条件式，需要设定与观察光学系统的焦距匹配的 照明光学系统的焦距，需要满足条件式（3)。根据条件式（3)来确定观察光学系统的焦距和 照明光学系统的焦距，从而能够提供取得了远近双方的平衡的配光性能。
[0023] 另外，在上述方式中，优选的是，多个上述照明光学系统中的至少两个照明光学系 统满足以下条件式。
[0024] 8 < T1VfW 16... (4)
[0025] 8 < r22/fLfT< 16- (5)
[0026] 其中，I^r2为观察光学系统中的配置在最靠近物体侧的位置处的透镜的中心与各 照明光学系统中的配置在最靠近物体侧的位置处的透镜的中心之间的距离。
[0027] 通过这样，能够使观察光学系统与照明光学系统之间的距离收敛于期望的范围， 从而能够适当地设定照明光学系统的配光性能。
[0028] 另外，在上述方式中，优选的是上述观察光学系统满足以下条件式。
[0029] 0· 8 < fTFFT/fwFFW< I. 1... (6)
[0030] 其中，fw为普通观察状态下的整个系统的焦距，Fft为近距离放大观察状态下的前 侧焦点位置，Ffw为普通观察状态下的前侧焦点位置。
[0031] 通过这样，能够将视场范围设为适当的范围，能够使配光的分布均匀从而进行良 好的观察。
[0032] 另外，在上述方式中，优选的是上述观察光学系统满足以下条件式。
[0033] 0· 3 < I I X β /Ih I < 0· 45... (7)
[0034] 其中，β为观察光学系统的最大放大时的近轴倍率。
[0035] 通过这样，能够使最大放大时的放大率为足够的放大率从而良好地观察被摄体。
[0036] 另外，在上述方式中，优选的是上述观察光学系统满足以下条件式。
[0037] 0. 25 < V(1000 P) < 0. 5- (8)
[0038] 其中，P为搭载于观察光学系统的摄像元件的像素间距。
[0039] 通过这样，能够使摄像元件的像素足够从而进行良好的观察。
[0040] 另外，在上述方式中，优选的是，多个上述照明光学系统中的至少两个照明光学系 统各自具备三个凸透镜，并满足以下条件式。
[0041] 1. 4 < fL1/fL< 3. 2- (9)
[0042] 其中，fu为照明光学系统的最靠近物体侧的透镜的焦距。
[0043] 通过这样，能够使配光范围为适当的范围从而进行良好的观察。
[0044] 另外，在上述方式中，优选的是，在多个上述照明光学系统中的至少两个照明光学 系统中，在将距离50mm处的中心方向的亮度设为1时，任意的角度α (° )所对应的亮度 γ (α )满足以下条件式。
[0045] 0· 21 < γ (50)/γ (25) < 0· 39…（10)
[0046] 通过这样，能够抑制照明光学系统的配光性能中的角度方向的变化量，保持适当 的配光性能。
[0047] 另外，在上述方式中，优选的是在多个上述照明光学系统中的至少两个照明光学 系统中，满足以下条件式。
[0048] 0. 8 < rjr2< 1. 2··· (11)
[0049] 165 < I Θ r Θ 2| ^ 180- (12)
[0050] 0· 06 < 0· 15…（13)
[0051] 其中，Θ i、02分别为相对于中心方向的方位角，φ为内窥镜前端直径。
[0052] 通过这样，能够适当地配置观察光学系统和照明光学系统，从而能够抑制照明光 针对被摄体形成集中或者不均匀的配光不均。
[0053] 另外，在上述方式中，优选的是，具备三个上述照明光学系统，各照明光学系统是 包括三个凸透镜的相同的照明光学系统，并满足以下条件式。
[0054] 0· 8 < min Cr1, r2, r3)/Max Cr1, r2, r3) < 1. 0... (14)
[0055] 其中，A、r2、r#观察光学系统中的配置在最靠近物体侧的位置处的透镜的中心 与各照明光学系统中的配置在最靠近物体侧的位置处的透镜的中心之间的距离。
[0056] 通过这样，能够使三个照明光学系统的配置关系适当，因此能够抑制照明光针对 被摄体形成集中或者不均匀的配光不均。
[0057] 即，不仅配置观察光学系统、照明光学系统，还配置用于使处理器具伸出的通道、 用于清洗透镜的喷嘴等结构物。因此，特别是在配置三个照明光学系统的情况下，存在难以 将所有照明光学系统都相对于观察光学系统对称地配置的情况。在该情况下，优选使三个 照明光学系统距观察光学系统的距离相同，并优选满足上述条件式（14)。
[0058] 发明的效果
[0059] 根据本发明，起到如下效果：在普通观察时和近距离观察时都能够确保充足的配 光来进行良好的观察。