(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022028601
(43)【公開日】2022-02-16
(54)【発明の名称】内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子
(51)【国際特許分類】
A61B 1/07 20060101AFI20220208BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20220208BHJP
G02B 23/26 20060101ALN20220208BHJP
【ＦＩ】
A61B1/07 733
A61B1/00 650
A61B1/00 715
G02B23/26 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021084567
(22)【出願日】2021-05-19
(31)【優先権主張番号】P 2020131476
(32)【優先日】2020-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002907
【氏名又は名称】特許業務法人イトーシン国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 進
【テーマコード（参考）】
2H040
4C161
【Ｆターム（参考）】
2H040BA13
2H040CA12
2H040GA02
2H040GA11
4C161BB02
4C161BB03
4C161BB04
4C161CC06
4C161DD03
4C161FF40
4C161GG11
4C161JJ03
4C161LL02
(57)【要約】
【課題】視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させることができる内視鏡用照明光学系を提供する。
【解決手段】内視鏡用の光伝送光学部材５１は、挿入部５の先端部１１に設けられ、挿入部５の基端側から入射光として光が入射する入射面５１ｃと、照明光として光を出射する出射面５１ａ、５１ｂとを有する。出射面５１ａ、５１ｂは、出射光を拡散させる拡散部ＤＳを有する。拡散部ＤＳは、出射面５１ａ、５１ｂ上において所定の方向ＯＣに沿って伸びる複数の凸状部ＵＦを有し、各凸状部ＵＦは、出射面５１ａ、５１ｂに対して角度θａを有し入射光を全反射させる斜面部ＩＰ１と、出射面５１ａ、５１ｂに対して角度θａよりも小さい角度θｂを有し斜面部ＩＰ１で全反射された反射光及び入射光を透過して出射させる斜面部ＩＰ２とを有する。
【選択図】図１５
【解決手段】内視鏡用の光伝送光学部材５１は、挿入部５の先端部１１に設けられ、挿入部５の基端側から入射光として光が入射する入射面５１ｃと、照明光として光を出射する出射面５１ａ、５１ｂとを有する。出射面５１ａ、５１ｂは、出射光を拡散させる拡散部ＤＳを有する。拡散部ＤＳは、出射面５１ａ、５１ｂ上において所定の方向ＯＣに沿って伸びる複数の凸状部ＵＦを有し、各凸状部ＵＦは、出射面５１ａ、５１ｂに対して角度θａを有し入射光を全反射させる斜面部ＩＰ１と、出射面５１ａ、５１ｂに対して角度θａよりも小さい角度θｂを有し斜面部ＩＰ１で全反射された反射光及び入射光を透過して出射させる斜面部ＩＰ２とを有する。
【選択図】図１５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡用の照明光学系であって、
前記挿入部の先端部に設けられ、前記挿入部の基端側から入射光として光が入射する入射面と、照明光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子を有し、
前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、
前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、
各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する、
内視鏡用照明光学系。
前記挿入部の先端部に設けられ、前記挿入部の基端側から入射光として光が入射する入射面と、照明光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子を有し、
前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、
前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、
各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する、
内視鏡用照明光学系。
【請求項2】
前記各凸状部は、前記出射面に対して直交しかつ前記所定の方向に平行な面に対して面対称となるように、それぞれが前記全反射面と前記透過面により形成される２つの凸部を有する、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項3】
前記所定の方向から見たとき、前記第１の角度は、前記出射面に対して６０°以上で８５°以下の範囲の角度であり、前記第２の角度は、前記出射面に対して０°を超えて３０°以下の範囲の角度である、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項4】
隣接する２つの全反射面により形成される第１の溝の深さは、隣接する２つの透過面により形成される第２の溝の深さよりも深い、請求項２に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項5】
前記複数の凸状部の一部は、前記複数の凸状部の他の一部に対して、前記所定の方向に平行な面に対して面対称で、前記出射面上に配設されている、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項6】
前記複数の凸状部の一部と前記複数の凸状部の他の一部とが前記所定の方向に平行な面に対して面対称で前記出射面上に配設されている領域が、複数設けられている、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項7】
前記内視鏡用照明光学系は、直視用、斜視用又は側視用の内視鏡の照明光学系である、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項8】
前記内視鏡用照明光学系は、前記直視用の照明光学系である場合、前記光学素子は、ロッドレンズである、請求項７に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項9】
前記内視鏡用照明光学系は、前記側視用の照明光学系である場合、前記光学素子は、前記入射光を反射する２つの反射面を有する略Ｕ字形状又は略Ｕ字形状の一部の形状を有するプリズムである、請求項７に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項10】
前記光学素子の前記出射面側に設けられ、前記出射面側とは反対側に砂目面を有する第１の光学部材と、
前記第１の光学部材と、前記砂目面において接着剤により接着された第２の光学部材とを有する、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
前記第１の光学部材と、前記砂目面において接着剤により接着された第２の光学部材とを有する、請求項１に記載の内視鏡用照明光学系。
【請求項11】
被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡の前記挿入部の先端部に装着可能な光学アダプタであって、
前記先端部に設けられ、前記挿入部の基端側から入射光として光が入射する入射面と、照明光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子と、
前記光学素子の前記出射面からの前記照明光を出射する照明窓と、
を有し、
前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、
前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、
各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する、
内視鏡用光学アダプタ。
前記先端部に設けられ、前記挿入部の基端側から入射光として光が入射する入射面と、照明光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子と、
前記光学素子の前記出射面からの前記照明光を出射する照明窓と、
を有し、
前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、
前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、
各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する、
内視鏡用光学アダプタ。
【請求項12】
前記照明窓から前記長手軸方向に対して直交する方向あるいは斜め方向に前記照明光を出射する、請求項１１に記載の内視鏡用光学アダプタ。
【請求項13】
前記照明窓から前記長手軸方向に沿って前記先端部の前方に前記照明光を出射する、請求項１１に記載の内視鏡用光学アダプタ。
【請求項14】
基端側から入射光として光が入射する入射面と、出射光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子であって、
前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、
前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、
各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する、
光学素子。
前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、
前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、
各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する、
光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子に関し、特に、出射光を拡散させる内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子に関する。
【背景技術】
【0002】
内視鏡が工業分野及び医療分野で広く用いられている。内視鏡は、挿入部を有し、挿入部の先端から照明光を出射する。被写体からの照明光の反射光は観察窓で受光されて、被写体像を取得することによって、被検体内の被写体像が得られる。
【0003】
内視鏡には、直視用の内視鏡、側視用の内視鏡などがある。照明光を被写体に均一に照射させるために、光を拡散させる拡散面を有する拡散素子が、照明光学系に設けられることがしばしば行われる。
【0004】
例えば、日本国特開２０１９－６９０４３号公報には、Ｕ字形状のプリズムを用いて、全反射されないで外部への漏れる光の量を少なくし、照明光の伝送効率を向上させた内視鏡の照明光学系が提案されている。その提案に係る内視鏡では、Ｕ字プリズムから出射した照明光を全方向にすなわち二次元方向に均等に拡散させるために、拡散面を有する拡散素子が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－６９０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、光を二次元方向に均等に拡散させる拡散素子を用いると、照明光が、例えばモニタに表示される内視鏡画像の視野の外にも拡散されてしまい、視野内の光量が減少してしまうという問題がある。
【0007】
例えば、上述したＵ字プリズムは、光を出射面側に向けるように傾いた反射面を有している。その反射面で反射した照明光の配光は等方的でないため、Ｕ字プリズムの出射側に拡散素子を配置すると、視野内の全体の光量が減ってしまう。
【0008】
また、内視鏡画像が表示される横長のモニタ画面の形状に合わせて、画面の横方向に対応する一次元方向に光を拡散させるために断面形状が例えば三角形の凹凸表面を有する拡散素子を照明光の出射面側に設けることもできる。しかし、単に断面形状が三角形のような凹凸表面を有する拡散素子を採用しただけでは、拡散素子の凹凸表面で反射される戻り光が多くなって光量が減少するという問題もある。
【0009】
図２７は、断面形状が台形の凹凸表面を有する拡散素子における光量の減少を説明するための図である。図２７は、凹凸表面の一部の断面を示す。図２７に示すように、一点鎖線で示す入射光Ｒ１は、拡散素子ＤＥの凹凸表面の斜面で屈折して、出射光Ｒ１Ｅとして出射するが、二点鎖線で示す入射光Ｒ２は、拡散素子ＤＥの凹凸表面で全反射して、戻り光Ｒ２Ｅとなっている。
【0010】
そこで、本発明は、視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させることができる内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様の内視鏡用照明光学系は、被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡用の照明光学系であって、前記挿入部の先端部に設けられ、前記挿入部の基端側から入射光として光が入射する入射面と、照明光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子を有し、前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する。
【0012】
本発明の一態様の内視鏡用光学アダプタは、被検体に挿入される挿入部を有する内視鏡の前記挿入部の先端部に装着可能な光学アダプタであって、前記先端部に設けられ、前記挿入部の基端側から入射光として光が入射する入射面と、照明光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子と、前記光学素子の前記出射面からの前記照明光を出射する照明窓と、を有し、前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する。
【0013】
本発明の一態様の光学素子は、基端側から入射光として光が入射する入射面と、出射光として前記光を出射する出射面とを有する光学素子であって、前記出射面は、前記出射光を拡散させる拡散部を有し、前記拡散部は、前記出射面上において所定の方向に沿って伸びる複数の凸状部を有し、各凸状部は、前記出射面に対して第１の角度を有し前記入射光を全反射させる全反射面と、前記出射面に対して前記第１の角度よりも小さい第２の角度を有し前記全反射面で全反射された反射光及び前記入射光を透過して出射させる透過面とを有する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させることができる内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１の実施の形態に関わる、内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【図2】本発明の第１の実施の形態に関わる光学アダプタの斜視図である。
【図3】本発明の第１の実施の形態に関わる、被検体の方から見た光学アダプタの平面図である。
【図7】本発明の第１の実施の形態に関わる、光学アダプタ内の撮像光学系及び照明光学系の斜視図である。
【図8】本発明の第１の実施の形態に関わる、光学アダプタ内の撮像光学系及び照明光学系の正面図である。
【図9】本発明の第１の実施の形態に関わる、光学アダプタ内の撮像光学系及び照明光学系の右側面図である。
【図10】本発明の第１の実施の形態に関わる光伝送光学部材の斜視図である。
【図11】本発明の第１の実施の形態に関わる光伝送光学部材の２つの延出部の一方の斜視図である。
【図12】本発明の第１の実施の形態に関わる、光伝送光学部材の各延出部の拡散部と、拡散面の上側に配置された光学部材の斜視図である。
【図13】本発明の第１の実施の形態に関わる、光伝送光学部材の各延出部の拡散部と、拡散面の上側に配置された２つの光学部材の側面図である。
【図14】本発明の第１の実施の形態に関わる、光伝送光学部材の各延出部の拡散部と、拡散面の上側に配置された光学部材の一部を拡大した側面図である。
【図15】本発明の第１の実施の形態に関わる、複数の凸状部の断面の形状を示す断面図である。
【図16】本発明の第１の実施の形態に関わる、各凸状部の２つの斜面部の形状を規定する最小単位の三角柱部材の断面図である。
【図17】本発明の第１の実施の形態に関わる各凸状部の断面形状を説明するための図である。
【図18】本発明の第１の実施の形態に関わる拡散部における光路を説明するための図である。
【図19】本発明の第１の実施の形態に関わる、出願人の行ったシミュレーションによる、凸状部の角度θａが７５度、角度θｂが２０度のときの照明光の配光を示す図である。
【図20】本発明の第１の実施の形態に関わる、出願人の行ったシミュレーションによる、凸状部の角度θａが８０度、角度θｂが２０度のときの照明光の配光を示す図である。
【図21】本発明の第１の実施の変形例１に関わる複数の凸状部を有する拡散部の断面の形状を示す断面図である。
【図22】本発明の第１の実施の変形例２に関わる複数の凸状部を有する拡散部の断面の形状を示す断面図である。
【図23】本発明の第１の実施の変形例４に関わる複数の凸状部を有する拡散部の断面の形状を示す断面図である。
【図24】本発明の第２の実施の形態に関わる、内視鏡の先端部の斜視図である。
【図25】本発明の第２の実施の形態に関わる、先端部内の２つの光学素子とロッドレンズの配置を示す平面図である。
【図26】本発明の第２の実施の形態の変形例４に関わる、先端部内の２つの光学素子とロッドレンズの配置を示す平面図である。
【図27】断面形状が台形の凹凸表面を有する拡散素子における光量の減少を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
（内視鏡装置の構成）
（第１の実施の形態）
（内視鏡装置の構成）
【0017】
図１は、本実施の形態に関わる内視鏡装置の構成を示す構成図である。
【0018】
図１に示すように、内視鏡装置１は、ビデオプロセッサ等の機能を備えた装置本体２と、装置本体２に接続される内視鏡３とを有して構成されている。装置本体２は、内視鏡画像、操作メニュー等が表示される、例えば液晶パネル（ＬＣＤ）等の表示部４を有する。この表示部４には、タッチパネルが設けられていてもよい。
【0019】
内視鏡３は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部としての挿入部５と、挿入部５の基端に連設された操作部６と、操作部６から延出したユニバーサルコード７とを有して構成されている。内視鏡３は、ユニバーサルコード７を介して装置本体２と着脱可能になっている。
【0020】
挿入部５は、先端側から順に、先端部１１と、湾曲部１２と、長尺な可撓部１３とを有して構成されている。湾曲部１２は、先端部１１の基端に連設され、例えば上下左右方向に湾曲自在に構成されている。可撓部１３は、湾曲部１２に基端に連設され、可撓性を有する。
【0021】
挿入部５の先端部１１には、例えばＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子１１ｘ（図４）が内蔵されている。撮像素子１１ｘは、挿入部５の先端部１１に設けられた観察窓（図示せず）に入射した入射光を受光する。
【0022】
先端部１１には、矢印で示すように、側視用の光学アダプタ１０が着脱自在に装着可能となっている。側視用の光学アダプタ１０を先端部１１に装着することによって、内視鏡３は側視用内視鏡となる。すなわち、光学アダプタ１０は、内視鏡３の挿入部５の先端部１１に装着可能となっている。
【0023】
操作部６には、湾曲部１２を上下左右方向に湾曲させる湾曲ジョイスティック６ａが設けられている。ユーザは、湾曲ジョイスティック６ａを傾倒操作することで、湾曲部１２を所望の方向に湾曲させることができる。また、操作部６には、湾曲ジョイスティック６ａの他に、内視鏡機能を指示するボタン類、例えば、フリーズボタン、湾曲ロックボタン、記録指示ボタン等の各種操作ボタンが設けられている。
【0024】
なお、表示部４にタッチパネルが設けられている構成の場合、ユーザは、タッチパネルを操作して、内視鏡装置１の種々の操作を指示してもよい。
【0025】
装置本体２の表示部４には、先端部１１内に設けられた撮像ユニットの撮像素子１１ｘ（図４）によって撮像された内視鏡画像が表示される。また、装置本体２の内部には、画像処理や各種制御を行う制御部（図示せず）、処理画像をメモリ（図示せず）に記録する記録装置、等々の各種回路が設けられている。
（光学アダプタの構成）
（光学アダプタの構成）
【0026】
図２は、光学アダプタ１０の斜視図である。図３は、被検体の方から見た光学アダプタ１０の平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った光学アダプタ１０の断面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った光学アダプタ１０の断面図である。図６は、図３のＶＩ－ＶＩ線に沿った光学アダプタ１０の断面図である。図７は、光学アダプタ１０内の撮像光学系及び照明光学系の斜視図である。図８は、光学アダプタ１０内の撮像光学系及び照明光学系の正面図である。図９は、光学アダプタ１０内の撮像光学系及び照明光学系の右側面図である。
【0027】
挿入部５の先端部１１は、図４の二点鎖線で示すように、円筒形状を有する先端硬性部材１１ａを有し、先端硬性部材１１ａの外周面の一部の領域Ｒ１には、雄螺子部１１ｂが形成されている。
【0028】
側視用の光学アダプタ１０は、円柱形状を有しており、円筒形状の止めリング１０ａを基端側に有している。止めリング１０ａは、挿入部５の中心軸（ここでは、先端部１１の中心軸）Ｏ（以下、軸Ｏという）回りに回動可能であり、止めリング１０ａの基端部の内周面には、雄螺子部１１ｂに螺合可能な雌螺子部１０ｂが形成されている。軸Ｏは、光学アダプタ１０を先端部１１に装着したときに、円柱形状の光学アダプタ１０の中心軸と一致する。
【0029】
止めリング１０ａの内側に先端硬性部材１１ａを内挿し、止めリング１０ａを所定の方向に回動して雄螺子部１１ｂと雌螺子部１０ｂを螺合することにより、光学アダプタ１０を先端部１１に装着して固定することができる。止めリング１０ａを所定の方向に回動すると、止めリング１０ａの先端部に設けられた内向フランジ部１０ｃが光学アダプタ１０のアダプタ本体３１の段差部を押圧する。その結果、光学アダプタ１０は先端部１１にしっかりと固定される。
【0030】
また、止めリング１０ａを所定の方向とは反対方向に回動することにより、光学アダプタ１０は先端部１１から取り外すことができる。
【0031】
【0032】
図３に示すように、観察窓２２は、正対視したとき、軸Ｏ方向に沿って両側がカットされて、２つの直線部２２ａを有する部分円形状を有する。観察窓２２の２つの直線部２２ａに隣接して２つの照明窓２３ａ、２３ｂが配置されている。観察窓２２は、挿入部５の先端部１１の側方から光を取り込む。
【0033】
各照明窓２３ａ、２３ｂは、正対視したとき、軸Ｏに平行に延出した細長い形状で、図３に示すように、長方形の四隅に面取りを行った略四角形である。
【0034】
図４に示すように、光学アダプタ１０のアダプタ本体３１の先端面を覆うように、カバー部材３２がアダプタ本体３１に固定されている。カバー部材３２は、先端側が閉じた円筒形状を有している。円柱形状のアダプタ本体３１は、円筒部材３３の内側に嵌合するように配置される。円筒部材３３は、図示しない螺子等の固定手段によりアダプタ本体３１に固定される。円筒部材３３は、円筒形状のカバー部材３２の内側に嵌合するように配置される。カバー部材３２は、図示しない螺子等の固定手段により円筒部材３３に固定される。
【0035】
カバー部材３２及び円筒部材３３は、それぞれ、軸Ｏから外径方向に所定の距離だけ離れた位置を通るように、軸Ｏ方向に沿って切り取られて形成された開口部３２ａ、３３ａを有している。観察窓２２及び２つの照明窓２３ａ、２３ｂは、カバー部材３２及び円筒部材３３に形成された２つの開口部３２ａ、３３ａに配置される。
【0036】
観察窓２２には、平凹レンズ４１が位置決め部４２により位置決めされて接着剤によりアダプタ本体３１、カバー部材３２及び円筒部材３３に固定されている。平凹レンズ４１の表面は平坦面であり、裏面は凹面である。なお、位置決め部４２は、アダプタ本体３１の一部により形成されている。
【0037】
平凹レンズ４１の背面には、２つのプリズム４３ａ、４３ｂからなるプリズム部４３が配設されている。
【0038】
アダプタ本体３１には、軸Ｏに平行なシリンドリカルな形状を有する孔３１ａが形成されている。プリズム部４３の基端側には、孔３１ａの中心軸Ｏ１に沿って並んだ２つのレンズ４４ａ、４４ｂからなるレンズ部４４が配設され、接着剤によりアダプタ本体３１の孔３１ａ内に固定されている。カバーガラス４５が、レンズ部４４の基端側に配設され、接着剤によりアダプタ本体３１の孔３１ａ内に固定されている。
【0039】
２つのプリズム４３ａと４３ｂの接合面が平凹レンズ４１からの光をレンズ部４４に向けて反射する反射面を構成する。この反射面は、金属膜や多層膜によって構成することが出来る。具体的には、反射面は、アルミニウム等の金属でコーティングにより形成することができる。また反射面は、コーティングなどの処理を行わず、単に全反射光をレンズ部４４に向かわせる構成としても良い。よって、プリズム部４３は、平凹レンズ４１からの光の進行方向を９０度変えてレンズ部４４に向けて出射するように、接着剤によりアダプタ本体３１に固定されている。平凹レンズ４１、プリズム部４３、レンズ部４４、カバーガラス４５、及び図示しない先端部１１内のレンズ群が、内視鏡３の観察光学系を構成する。プリズム部４３及びレンズ部４４の光軸は、軸Ｏとは一致していない。
【0040】
以上のように、光学アダプタ１０の平凹レンズ４１、プリズム部４３、レンズ部４４及びカバーガラス４５が、観察窓２２から取り込まれた光を先端部１１の長手軸に沿って先端側から基端側へ向けて出射する観察光学系を構成する。なお、プリズム部４３の基端部側に明るさ絞り４７が配置される。
【0041】
図６から図９に示すように、照明窓２３ａには、軸Ｏに直交する方向に積み重ねられた２枚の光学部材２３ａ１と２３ａ２が位置決め部４２により位置決めされて接着剤によりアダプタ本体３１、カバー部材３２及び円筒部材３３に固定されている。２枚の光学部材２３ａ１と２３ａ２は、光学接着剤により貼り合わされている。光学接着剤は、例えば紫外線を当てて硬化するタイプの樹脂接着剤などを用いればよい。
【0042】
照明窓２３ｂにも、照明窓２３ａと同様に、軸Ｏに直交する方向に積み重ねられた２枚の光学部材２３ｂ１と２３ｂ２が位置決め部４２により位置決めされて接着剤によりアダプタ本体３１、カバー部材３２及び円筒部材３３に固定されている。２枚の光学部材２３ｂ１と２３ｂ２は、光学接着剤により貼り合わされている。照明窓２３ａ、２３ｂは、先端部１１の側方へ照明光を出射する。
【0043】
光学部材２３ａ１、２３ｂ１は、細長で板状のガラス製部材である。光学部材２３ａ２、２３ｂ２は、それぞれ光学部材２３ａ１、２３ｂ１側の面に、すりガラス状に加工がされた砂目面である拡散面（図６，図８、図９において点線で示す）を有している。砂目面である拡散面では、光が等方的（ランダム）に拡散される。これにより、配光ムラを更に解消することが出来る。光学部材２３ａ２、２３ｂ２は、その拡散面側で、それぞれ光学部材２３ａ１、２３ｂ１や光学部材２３ａ２、２３ｂ２とは屈折率の異なる光学接着剤で光学部材２３ａ１、２３ｂ１と接着されており、それぞれの拡散面で光が散乱される。
【0044】
なお、ガラス製部材の砂目面は、空気との接触面では、屈折率差が大きく拡散性が大きすぎるため、配光が広がりすぎてしまう。このため、砂目の拡散角を小さくして斑消し程度とするために、１．５２や１．５６といった屈折率を持つ光学接着剤でガラス製部材同士の接合を行っている（この例では、ガラスの屈折率は１．８）。
【0045】
さらになお、前述の砂目面や後述の拡散構造が空気に露出していると、内視鏡３を使用した際に砂目面等に傷がついたり、液滴が付着して光学特性が変化してしまうので、光学部材２３ａ１、２３ｂ１をカバーガラスとして設けることで、傷などを防ぐことが出来る。
【0046】
カバー部材３２及び円筒部材３３の開口部３２ａ、３３ａ、平凹レンズ４１及び２つの光学部材２３ａ１、２３ｂ１の各表面は、平坦面であるので、光学アダプタ１０は、これらの平面により形成された、軸Ｏに平行な平面部１０ｐを有している。
【0047】
照明光は、照明窓２３ａ及び２３ｂから、軸Ｏに直交する方向ＬＤ（以下、照明方向ＬＤという）に出射される。
【0048】
アダプタ本体３１には、軸Ｏ方向に沿って、ロッドレンズ４６用の孔３１ｂが形成されている。孔３１ｂの中心は、軸Ｏと一致しないで、孔３１ｂは、軸Ｏから外径方向にずれてアダプタ本体３１に形成されている。ロッドレンズ４６は、その孔３１ｂ内に挿通され、接着剤等によりアダプタ本体３１に固定されている。よって、孔３１ｂの断面形状は、ロッドレンズ４６の外径形状と略一致する。図５に示すように、ロッドレンズ４６の、軸Ｏに直交する断面形状は、扁平であり、軸Ｏ側の面４６ａは、平面であり、外径方向側の面４６ｂは、外径方向に突出した部分円筒形状である。
【0049】
図４に示すように、挿入部５内には、照明光用のライトガイド１１ｙが挿通されている。そのライトガイド１１ｙの先端面は、先端部１１の照明窓（図示せず）の裏面に対向して配設されている。光学アダプタ１０が先端部１１に装着されたときに、先端部１１の照明窓（図示せず）がロッドレンズ４６の基端面に対向する位置になるように、ロッドレンズ４６は、光学アダプタ１０内に配設されている。
【0050】
ロッドレンズ４６の先端面の先端側には、光伝送光学部材５１が配設され、接着剤などによりアダプタ本体３１に固定されている。
【0051】
照明窓２３ａ、２３ｂ、光伝送光学部材５１及びロッドレンズ４６は、被検体に挿入される挿入部５を有する内視鏡３のための内視鏡用照明光学系を構成する。
【0052】
図７に示すように、被検体からの光Ｌ１は、光学アダプタ１０の側方から観察窓２２に入射する。光Ｌ１は、平凹レンズ４１に入射し、プリズム部４３で反射されて、レンズ部４４及びカバーガラス４５を通って先端部１１の撮像光学系へ向けて出射する。
【0053】
先端部１１のライトガイド１１ｙの先端面から出射された光Ｌ２は、ロッドレンズ４６の基端面に入射し、ロッドレンズ４６の先端面から光伝送光学部材５１の基端面である入射面に入射し、光伝送光学部材５１の出射面から出射して、２つの照明窓２３ａ、２３ｂから、光学アダプタ１０の側方へ出射される。
（光伝送光学部材５１の構成）
（光伝送光学部材５１の構成）
【0054】
次に、照明光学系の光伝送光学部材５１の構成について説明する。
【0055】
図１０は、光伝送光学部材５１の斜視図である。図１１は、光伝送光学部材５１の２つの延出部の一方の斜視図である。本実施形態の光伝送光学部材５１の構成及び作用は、日本国特開２０１９－６９０４３号公報に開示の構成と略同じであるので、ここでは簡単に説明し、その公報に開示の構成とは異なる構成についてのみ簡単に説明する。
【0056】
光伝送光学部材５１は、図９に示すように、光学アダプタ１０の軸Ｏ方向からみたときに、略Ｕ字形状を有する、透明なガラスまたはプラスチックからなる光学部材である。
【0057】
光伝送光学部材５１は、部分円筒部５１Ｘと、部分円筒部５１Ｘの周方向の両端部から延出する２つの延出部５１Ａ、５１Ｂを有している。上述したプリズム部４３は、部分円筒部５１Ｘと２つの延出部５１Ａ、５１Ｂにより囲まれるように、略Ｕ字形状の光伝送光学部材５１内に配置される。
【0058】
すなわち、光伝送光学部材５１は、内側に観察光学系が配置されるように長手軸の先端側から見た断面形状が略Ｕ字形状又は略Ｕ字形状の一部の形状に形成されているプリズムである。
【0059】
延出部５１Ａの端面には、出射面５１ａが形成されており、延出部５１Ｂの端面には、出射面５１ｂが形成されている。以下、光伝送光学部材５１において、延出部５１Ａ，５１Ｂの出射面５１ａ、５１ｂの有る方向を上側方向ともいう。
【0060】
各出射面５１ａ、５１ｂには、光を所定の方向に（本実施形態では、軸Ｏに平行な方向に）拡散させるための拡散部ＤＳが設けられている。拡散部ＤＳは、ここでは、モールド成形技術を用いて形成される。拡散部ＤＳは、複数の凸状部ＵＦ（図１２，図１３）を有している。複数の凸状部ＵＦは、出射面５１ａ、５１ｂ上において、軸Ｏに直交する方向に沿って伸びるように形成されている。拡散部ＤＳは、型を用いたモールド成形により光伝送光学部材５１を製造したときに同時に形成される。よって、拡散部ＤＳは、光伝送光学部材５１を製造するときにモールド成形により形成することができるので、加工性が良い。
【0061】
なお、拡散部ＤＳを有する板状部材を、各出射面５１ａ、５１ｂに光学接着剤により貼り合わせることにより、各延出部５１Ａ，５１Ｂに拡散部ＤＳを設けるようにしてもよい。
【0062】
延出部５１Ａの先端側には、平面部５１ａ１が形成されており、延出部５１Ｂの先端側には、平面部５１ｂ１が形成されている。また、光伝送光学部材５１の基端側には、略Ｕ字形状を有する平面部５１ｃが形成されている。平面部５１ｃの一部、すなわちロッドレンズ４６の先端面に対向する領域は、光の入射面である。
【0063】
すなわち、光伝送光学部材５１は、照明光学系であって、挿入部５の先端部１１に設けられる。光伝送光学部材５１は、入射面としての平面部５１ｃと、照明光として光を出射する出射面５１ａ、５１ｂとを有する光学素子である。平面部５１ｃは、挿入部５の長手軸方向に沿って先端部１１の基端側において光が入射する入射面である。出射面５１ａ、５１ｂは、照明光として光を出射する。
【0064】
部分円筒部５１Ｘの先端側には、凹部５１Ｕが形成されている。凹部５１Ｕは、照明光を当てる被検体から光伝送光学部材５１をみたときに、略Ｖ字状に形成されている。曲面である２つの反射面ＣＳ１、ＣＳ２が、光伝送光学部材５１の凹部５１Ｕに形成されている。
【0065】
２つの反射面ＣＳ１、ＣＳ２は、先端部１１の中心軸を通る平面に対して面対称に２つ設けられている。２つの反射面ＣＳ１、ＣＳ２には、アルミコートなどの反射加工がされた曲面である。なお、ＣＳ１、ＣＳ２にコーティングなどの反射加工処理を行わず、単に全反射光を出射面５１ａ、５１ｂに向かわせる構成としても良い。
【0066】
凹部５１Ｕに２つの反射面ＣＳ１，ＣＳ２を設けることにより、２つの反射面ＣＳ１，ＣＳ２で反射した光は、光伝送光学部材５１の外周面に入射するときの入射角が臨界角以上のすることができるので、ライトガイドからの光のほとんど全てが全反射して、２つの照明窓に向かって反射して進むので、光の伝送効率を高めることができる。
（拡散部ＤＳの構成）
（拡散部ＤＳの構成）
【0067】
次に、略Ｕ字形状の光伝送光学部材５１から出射する光の拡散部ＤＳについて説明する。図１２は、光伝送光学部材５１の各延出部の拡散部ＤＳと、拡散面の上側に配置された光学部材の斜視図である。図１３は、光伝送光学部材５１の各延出部の拡散部ＤＳと、拡散面の上側に配置された２つの光学部材の側面図である。図１４は、光伝送光学部材５１の各延出部の拡散部ＤＳと、拡散面の上側に配置された光学部材の一部を拡大した側面図である。
【0068】
光伝送光学部材５１は、ここでは、プラスチック製であり、屈折率は１．５である。屈折率が１であるの空気の隙間ｇを介して、光学部材２３ａ２、２３ｂ２が出射面５１ａ、５１ｂの上側に配設されている。光学部材２３ａ２、２３ｂ２の上側には、それぞれ光学接着剤（図示せず）により光学部材２３ａ１、２３ｂ１が密着して固定されている。図１３に示すように、光学部材２３ａ２、２３ｂ２の砂目面（点線で示す）に、光学接着剤（図示せず）により、光学部材２３ａ１、２３ｂ１が接着される。光学部材２３ａ１、２３ｂ１、２３ａ２、２３ｂ２は、ガラス製であり、屈折率は、１．８である。
【0069】
なお、ガラス製部材の砂目面は、空気との接触面では、屈折率差が大きく拡散性が大きすぎるため、配光が広がりすぎてしまう。このため、砂目の拡散角を小さくして斑消し程度とするために、１．５２や１．５６といった屈折率を持つ光学接着剤でガラス製部材同士の接合を行っている（この例では、ガラスの屈折率は１．８）。
【0070】
略Ｕ字形状を有する光伝送光学部材５１において、平面部５１ｃに入射した光は、２つの反射面ＣＳ１、ＣＳ２で反射する。曲面である２つの反射面ＣＳ１、ＣＳ２で反射した光は、反射面形状により軸Ｏに直交する方向には広く拡散する一方で、軸Ｏに平行な方向においては広く拡散しない特性を有する。そのため、軸Ｏに平行な方向においては、光が拡散しないため、配光ムラが生じてしまう。このような配光特性を有する光伝送光学部材に対し、従来のような二次元方向に等方的な光拡散を行う拡散素子を用いても、配光ムラは改善されないほか、拡散素子により光が視野外にも拡散されてしまい視野内の光量が減ってしまうという問題がある。
【0071】
そこで、本実施形態では、光を軸Ｏに平行な方向において拡散させるために、各延出部５１Ａ，５１Ｂの出射面５１ａ、５１ｂ上に、軸Ｏ方向に直交する方向に沿って形成された複数の凸状部ＵＦからなる拡散部ＤＳが形成されている。各拡散部ＤＳは、各延出部５１Ａ，５１Ｂに軸Ｏ方向に沿って光を拡散させる。
【0072】
図１２～図１４に示すように、拡散部ＤＳは、各延出部５１Ａ，５１Ｂの出射面５１ａ、５１ｂ上に形成された複数の凸状部ＵＦを有して形成されている。具体的には、拡散部ＤＳは、出射面５１ａ、５１ｂ上において所定の方向に沿って線状に伸びる複数の凸状部ＵＦを有している。すなわち、各凸状部ＵＦは、出射面５１ａ、５１ｂにおいて軸Ｏに直交する方向ＯＣに沿って直線状に伸びるように形成されている。各凸状部ＵＦは、図１４に示すように、２つの斜面部ＩＰ１と２つの斜面部ＩＰ２を有している。各凸状部ＵＦは、２つの凸部Ｐ１、Ｐ２を有している。図１４に示すように、斜面部ＩＰ１は急斜面であり、斜面部ＩＰ２は斜面部ＩＰ１よりも傾斜角の小さい緩斜面である。
【0073】
各凸状部ＵＦの２つの凸部Ｐ１、Ｐ２も、方向ＯＣに沿って直線状に伸びるように形成されている。２つの斜面部ＩＰ１の一方と２つの斜面部ＩＰ２の一方とにより凸部Ｐ１が形成され、２つの斜面部ＩＰ１の他方と２つの斜面部ＩＰ２の他方とにより凸部Ｐ２が形成されている。
【0074】
隣り合う２つの凸状部ＵＦの間の２つの斜面部ＩＰ１によって、溝Ｇ１が形成されている。各凸状部ＵＦの平面ＰＰに対して面対称の２つの斜面部ＩＰ２によって、溝Ｇ２が形成されている。複数の溝Ｇ１、Ｇ２は、互いに平行にかつ交互に配置される。
【0075】
図１５は、複数の凸状部ＵＦの断面の形状を示す断面図である。図１５は、出射面５１ａ、５１ｂを方向ＯＣからみたときの、拡散部ＤＳの一部の断面を示す。図１５に示すように、各凸部Ｐ１の斜面部ＩＰ１とＩＰ２は、方向ＯＣに平行な仮想平面（すなわち出射面５１ａ、５１ｂに平行な面）ＲＰに対して、それぞれ角度θａ、θｂを有している。角度θｂは、角度θａより小さい。
【0076】
また、凸部Ｐ２は、上述したように、平面ＰＰに対して凸部Ｐ１と面対称な形状を有している。よって、各凸部Ｐ２の斜面部ＩＰ１とＩＰ２も、方向ＯＣに平行な仮想平面ＲＰに対して、それぞれ角度θａ、θｂを有している。
【0077】
凸状部ＵＦの形状について詳述する。図１６は、各凸状部ＵＦの２つの斜面部ＩＰ１，ＩＰ２の形状を規定する最小単位ＭＵの三角柱部材ＴＭの断面図である。図１７は、各凸状部ＵＦの断面形状を説明するための図である。
【0078】
最小単位ＭＵは、断面が図１６に示すような三角形を有する三角柱部材ＴＭの形状を有する。この最小単位ＭＵの形状に基づいて、複数の凸部Ｐ１，Ｐ２の形状が規定される。図１６に示すように、断面形状が三角形の三角柱部材ＴＭは、底面部ＢＳと、底面部ＢＳに対して角度（内角）θａを有する斜面部ＳＳａと、底面部ＢＳに対して角度（内角）θｂを有する斜面部ＳＳｂとを有する。各凸状部ＵＦの形状は、これら２つの斜面部ＳＳａ、ＳＳｂの形状に基づいて規定される。
【0079】
図１７に示すように、斜面部ＳＳｂ上の１点を通り、三角柱部材ＴＭの軸に平行でかつ底面部ＢＳに直交する平面ＰＰに対して、三角柱部材ＴＭを面対称にしたときの２つの斜面部ＳＳａと２つの斜面部ＳＳｂに基づいて、２つの凸部Ｐ１，Ｐ２の形状が規定される。各凸部Ｐ１、Ｐ２を形成する斜面部ＩＰ１とＩＰ２は、それぞれ三角柱部材ＴＭの２つの斜面部ＳＳａ、ＳＳｂの一部に対応する。
【0080】
拡散部ＤＳは、図１５に示すように、出射面５１ａ、５１ｂ上に配設されることにより形成された凹凸部である。凹凸部は、軸Ｏに平行な軸方向に沿って所定の間隔ｄ１で複数の凸状部ＵＦが配設されることにより形成される。各凸状部ＵＦは、２つの凸部Ｐ１、Ｐ２を有する。凸部Ｐ１、Ｐ２は、２つの斜面部ＩＰ１，ＩＰ２により形成される。すなわち、拡散部ＤＳは、各延出部５１Ａ，５１Ｂの出射面５１ａ、５１ｂ上に、軸Ｏに平行な軸方向に沿って配置された複数の凸状部ＵＦによって形状を有する。
【0081】
なお、各凸部Ｐ１，Ｐ２における斜面部ＩＰ１とＩＰ２の接合部ＪＰは、尖っていなくてもよく、例えば丸み形状を有したり、多面でカットされた面取り形状を有したりしてもよい。
（照明光の拡散及び配光）
（照明光の拡散及び配光）
【0082】
次に、照明光の拡散及び配光について説明する。
【0083】
図１５に示したように、各凸状部ＵＦは、軸Ｏに直交する平面ＰＰに対して面対称の２つの斜面部ＩＰ１，ＩＰ２を有する。各凸状部ＵＦの凸部Ｐ１は、凸部Ｐ２とは平面ＰＰに対して面対称の形状を有する。各凸状部ＵＦが平面ＰＰに対して面対象な形状を有することで、左右方向において配光ムラが生じないようになっている。
【0084】
図１８は、拡散部ＤＳにおける光路を説明するための図である。光は、拡散部ＤＳに向かって、６０°程度広がって入射する。図１８に示すように、拡散部ＤＳに向かう光の一部は、凸部Ｐ１の斜面部ＩＰ１で全反射して斜面部ＩＰ２において屈折して出射する光Ｌ１となる。拡散部ＤＳに向かう光の他の一部は、凸部Ｐ１の斜面部ＩＰ２に入射し、斜面部ＩＰ２において屈折して出射する光Ｌ２となる。
【0085】
さらに、拡散部ＤＳに向かう光のさらに他の一部は、凸部Ｐ２の斜面部ＩＰ１で全反射して斜面部ＩＰ２において屈折して出射する光Ｌ３となる。拡散部ＤＳに向かう光のさらに他の一部は、凸部Ｐ２の斜面部ＩＰ２に入射し、斜面部ＩＰ２において屈折して出射する光Ｌ４となる。その結果、光Ｌ１，Ｌ２と、光Ｌ３，Ｌ４とは、平面ＰＰに対して面対称に出射する。各凸状部ＵＦが２つの凸部Ｐ１，Ｐ２を有するため、出射光は、配光ムラが少なく出射される。単に断面形状が三角形状の凹凸表面を有する拡散素子を用いただけでは、図２７のように戻り光が発生してしまい光量が減ってしまうが、拡散部ＤＳがこのように急斜面であるＩＰ１および緩斜面であるＩＰ２を有した構造を採用することにより、戻り光を発生させずに光を出射させることが出来、光量の減少を防ぐことができる。
【0086】
図１５に示すように、溝Ｇ１、溝Ｇ２の深さを、それぞれＨａ、Ｈｂとし、方向ＯＣからみたときの、斜面部ＩＰ１、ＩＰ２の軸Ｏ方向の長さを、それぞれａ、ｂとしたとき、次の関係を有することが望ましい。通常、入射光は、６０°程度の光を持って拡散部ＤＳに到達する。
【0087】
６０° ＜θａ≦８５° ・・・（１）
【0088】
０° ＜θｂ≦３０° ・・・（２）
【0089】
Ｈａ≧Ｈｂ ・・・（３）
【0090】
ａ≦ｂ ・・・（４）
【0091】
式（１）は、斜面部ＩＰ１において入射光を全反射させるための関係を示す。式（２）は、斜面部ＩＰ２において斜面部ＩＰ１からの反射光を透過させるための関係を示す。式（３）は、斜面部ＩＰ１からの反射光をより多く透過させるための関係を示す。式（４）は、斜面部ＩＰ１からの反射光を損失を少なく斜面部ＩＰ２から射出させるための関係を示す。式（４）は、平面ＰＰに対する出射するときの角度が大きな光Ｌ１、Ｌ３と、平面ＰＰに対する出射するときの角度が小さな光Ｌ２、Ｌ４との光量比を変えて、配光を調整する関係式でもある。
【0092】
すなわち、軸Ｏに直交する方向ＯＣから見たとき、角度θａは、出射面５１ａ、５１ｂに対して６０°を超えて８５°以下の範囲の角度であり、角度θｂは、出射面５１ａ、５１ｂに対して０°を超えて３０°以下の範囲の角度である。
【0093】
また、隣接する２つの斜面部ＩＰ１（全反射面）により形成される溝Ｇ１の深さＨａは、隣接する２つの斜面部ＩＰ２（透過面）により形成される溝Ｇ２の深さＨｂよりも深い。
【0094】
以上のように、各凸状部ＵＦは、出射面５１ａ、５１ｂに対して角度θａを有し入射光を全反射させる全反射面となる斜面部ＩＰ１と、斜面部ＩＰ２とを有する。斜面部ＩＰ２は、出射面５１ａ、５１ｂに対して角度θａよりも小さい角度θｂを有し、斜面部ＩＰ１で全反射された反射光及び斜面部ＩＰ２に直接入射する入射光を透過して出射させる透過面となる。
【0095】
そして、各凸状部ＵＦは、出射面５１ａ、５１ｂに対して直交しかつ所定の方向に平行な面（ＰＰ）に対して面対称となるように、それぞれが全反射面と透過面により形成される２つの凸部Ｐ１，Ｐ２を有する。
【0096】
出願人の行ったシミュレーションによれば、断面形状が二等辺三角形が複数配設された拡散部ＤＳを有する一次元拡散素子であって、その二等辺三角形の底面に対して各斜面が１０度又は２０度の各拡散素子において、底面に直交する方向から光を入射させた場合、照明光に十分な拡散が得られなかった。
【0097】
また、出願人の行ったシミュレーションによれば、断面形状が二等辺三角形が複数配設された拡散部ＤＳを有する一次元拡散素子であって、その二等辺三角形の底面に対して各斜面が３０度、４０度、５０度又は６０度の各拡散素子において、底面に直交する方向から光を入射させた場合、拡散面における反射で戻り光が生じ、光量が低下していた。
【0098】
さらにまた、出願人の行ったシミュレーションによれば、断面形状が二等辺三角形が複数配設された拡散部ＤＳを有する一次元拡散素子であって、その二等辺三角形の底面に対して各斜面が７０度又は８０度の各拡散素子において、底面に直交する方向から光を入射させた場合、拡散面における反射による戻り光は発生しないが、配光ムラが生じていた。
【0099】
これらに対して、上述した実施形態のシミュレーションによれば、θａが７５度、θｂが２０度のとき、照明光に所定の方向に拡散が得られ、拡散部ＤＳにおける反射による戻り光も発生せず、配光ムラも少なかった。
【0100】
図１９は、出願人の行ったシミュレーションによる、凸状部ＵＦの角度θａが７５度、角度θｂが２０度のときの照明光の配光を示す図である。図１９に示すように、中心領域ＣＡが最も明るく照明されるが、中心領域ＣＡに隣接する周辺領域ＰＡも、連続的に明るく照明される。照明光の照明の範囲は、所定の方向ＰＯにのみ拡散しているので、所定の一次元方向（図１９の横方向）ＰＯに拡散し、配光ムラが少ない。よって、例えばモニタに表示される内視鏡画像の視野枠Ｗ（二点鎖線で示す）内に合わせて、照明光を出射させることができる。
【0101】
また、上述した実施形態の拡散部ＤＳについてのシミュレーションによれば、角度θａが８０度、角度θｂが２０度のときにも、所定の方向（軸Ｏに平行な方向）に拡散が得られ、拡散部ＤＳにおける反射による戻り光も発生せず、配光ムラも少なかった。
【0102】
図２０は、出願人の行ったシミュレーションによる、凸状部ＵＦの角度θａが８０度、角度θｂが２０度のときの照明光の配光を示す図である。図２０に示すように、照明光の照明の範囲は、所定の一次元方向（図２０の横方向）ＰＯに拡散し、配光ムラが少ない。
【0103】
従って、上記の式（１）、（２）によれば、光量の減少がなく、所定の方向への照明光の拡散を行うことができる。また、上記の式（３）、（４）によれば、配光ムラを低減することができる。
【0104】
以上のように、上述した実施形態によれば、視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させることができる内視鏡用照明光学系及び内視鏡用光学アダプタを提供することができる。
【0105】
なお、上述した実施形態では、内視鏡３は、挿入部５の長手軸方向に対して直交する方向に照明光を出射して被検体内を観察する側視用であるが、上述した実施形態は、挿入部５の軸Ｏに対して斜め方向に照明光を出射して被検体内を観察する斜視用内視鏡にも適用可能である。
【0106】
次に変形例について説明する。
（変形例１）
（変形例１）
【0107】
上述した実施形態では、配光ムラを少なくするために、拡散部ＤＳの各凸状部ＵＦは、平面ＰＰに対して面対称の凸部Ｐ１，Ｐ２を有しているが、拡散部ＤＳは、各凸状部は１つの凸部を有しかつその凸状部が複数配置されると共に、複数の凸状部が面対称に配置されるようにしてもよい。
【0108】
【0109】
変形例１においては、各凸状部ＵＦ１は、斜面部ＩＰ１，ＩＰ２を有し、複数の凸状部ＵＦ１が、出射面５１ａ、５１ｂにおいて軸Ｏに直交する方向ＯＣに沿って直線状に伸びるように形成されている。各凸状部ＵＦ１は、１つの凸部Ｐ３を有している。各凸部Ｐ３は、図２１に示すように、１つの斜面部ＩＰ１と１つの斜面部ＩＰ２により形成されている。
【0110】
さらに、軸Ｏに直交する平面ＰＰ１に対して、複数の凸状部ＵＦ１の半分同士が、互いに面対称となるように配設されている。複数の凸状部ＵＦ１の半分同士が、図２１の平面ＰＰ１に対して出射面５１ａ、５１ｂ上に互いに面対称となるように配設されている。
【0111】
すなわち、複数の凸状部ＵＦ１の一部は、複数の凸状部ＵＦ１の他の一部に対して、軸Ｏに直交する方向ＯＣに平行な面ＰＰ１に対して面対称で、出射面５１ａ、５１ｂ上に配設されている。
【0112】
本変形例１では、上述した式（１）、式（２）及び式（４）は成り立つが、上述した式（３）に代わり、次の（５）の関係が成立している。
【0113】
Ｈａ＝Ｈｂ ・・・（５）
【0114】
本変形例１によっても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
（変形例２）
（変形例２）
【0115】
上述した変形例１では、配光ムラを少なくするために、拡散部ＤＳは、１つの平面ＰＰ１に対して面対称の複数の凸状部ＵＦ１を有しているが、各凸状部が１つの凸部を有しかつ面対称に配置された複数の凸状部からなる凸状部グループを、複数有するようにしてもよい。
【0116】
図２２は、変形例２に関わる複数の凸状部ＵＦ１を有する拡散部の断面の形状を示す断面図である。図２２は、出射面５１ａ、５１ｂを方向ＯＣからみたときの、拡散部ＤＳの一部の断面を示す。変形例２の各凸状部ＵＦ１は、変形例１の凸状部ＵＦ１と同じ形状を有している。
【0117】
図２２に示すように、軸Ｏに直交する平面ＰＰ２に対して、複数（ここでは２つ）の凸状部ＵＦ１同士が互いに面対称となるように配設され、その面対称の複数（ここでは４つ）の凸状部ＵＦ１からなる凸状部グループＧｒ１が、出射面５１ａ、５１ｂ上に複数配設されるようにして、拡散部ＤＳが形成されている。すなわち、拡散部ＤＳは、凸状部グループＧｒ１の領域を複数有している。
【0118】
言い換えれば、複数の凸状部ＵＦ１の一部と複数の凸状部ＵＦ１の他の一部とが方向ＯＣに平行な面ＰＰ２に対して面対称で出射面５１ａ、５１ｂ上に配設されている領域が、複数設けられている。
【0119】
本変形例２においても、上述した式（１）、式（２）及び式（４）は成り立つが、上述した式（３）に代わり、上述した式（５）の関係が成立している。
【0120】
本変形例２によっても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
（変形例３）
（変形例３）
【0121】
上述した例では、凸状部は、所定の平面に対して出射面上に互いに面対称となるような部分を有しているが、例えば左右の配光に著しく影響が出ない範囲であれば面対称となるような部分を有していなくても良い。
【0122】
具体的には、緩斜面である斜面部ＩＰ２の角度をそれぞれ変えたり、長さｂを各凸状部によってそれぞれ異なる値としても良い。これにより、凸状部の配置が面対称でなくとも、素子全体として適宜設計を行えば左右の配光ムラの不均一さを減らすことができる。なお、緩斜面の角度や長さだけでなく、急斜面である斜面部ＩＰ１の角度や長さaを適宜変更することとしても良い。
【0123】
本変形例３によっても、戻り光は減少し光量を増やすことができる。
（変形例４）
（変形例４）
【0124】
上述した変形例１及び２では、複数の凸状部が面対称に配置された部分を有しているが、複数の凸状部の面対称に配置されなくてもよい。
【0125】
本変形例４では、複数の凸状部ＵＦ１が、上述した変形例１の図２１に示すように、平面ＰＰ１に対して出射面５１ａ、５１ｂ上に互いに面対称となるように配設されていない。そのため、本変形例４の場合、配光方向は、一方向に偏る。
【0126】
図２３は、変形例４に関わる複数の凸状部ＵＦ１を有する拡散部の断面の形状を示す断面図である。図２３は、出射面５１ａ、５１ｂを方向ＯＣからみたときの、拡散部ＤＳの一部の断面を示す。変形例４の各凸状部ＵＦ１は、変形例１の面対称の複数の凸状部ＵＦ１の片側部分（図２１の左側部分）と同じ形状を有している。
【0127】
図２３に示すように、同じ断面形状を有する複数の凸状部ＵＦ１が、出射面５１ａ、５１ｂ上に複数配設されるようにして、拡散部ＤＳが形成されている。すなわち、各凸状部ＵＦ１の斜面部ＩＰ１，ＩＰ２は、それぞれ他の凸状部ＵＦ１の斜面部ＩＰ１，ＩＰ２と、方向ＯＣに平行な仮想平面ＲＰに対して同じ角度を有している。
【0128】
本変形例４においても、上述した式（１）、式（２）及び式（４）は成り立つが、上述した式（３）に代わり、上述した式（５）の関係が成立している。
【0129】
そのため、本変形例４は、配光を例えば一方向に偏らせたい場合に有効である。
【0130】
本変形例４によっても、戻り光は減少し光量を増やすことができる。
【0131】
なお、本変形例１～４においても、各凸部Ｐ１，Ｐ２、すなわち斜面部ＩＰ１とＩＰ２の接合部ＪＰは、尖っていなくてもよく、例えば丸み形状を有したり、多面でカットされた面取り形状を有したりしてもよい。
（第２の実施の形態）
（第２の実施の形態）
【0132】
第１の実施の形態の内視鏡装置は、側視用の内視鏡装置であるが、本実施の形態の内視鏡装置の内視鏡は、先端部１１の照明窓から挿入部５の長手軸方向に沿って先端部１１の前方に照明光を出射する直視用である。
【0133】
本実施の形態の内視鏡装置の構成は、第１の実施の形態の内視鏡装置の構成と略同じであるので、本実施の形態の内視鏡装置の構成において、第１の実施の形態の内視鏡装置と同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【0134】
図２４は、内視鏡３の先端部１１Ａの斜視図である。観察窓２２ｘと照明窓２３ｘが、先端部１１Ａの先端面１１Ａａに設けられている。照明光が照明窓２３ｘから出射され、被写体からの照明光の反射光が観察窓２２ｘに入射する。観察窓２２ｘに入射した反射光は、図示しない観察光学系を経て、撮像素子１１ｘの撮像面に照射される。
【0135】
照明窓２３ｘは、モニタに表示される矩形の内視鏡画像の形状に合わせて、横方向ＳＤに伸びた形状を有している。
【0136】
挿入部５内には、照明光を導光するライトガイド（図示せず）が挿通されている。ライトガイドの先端側には、部分円柱形状のロッドレンズ４６Ａが設けられている。
【0137】
図２５は、先端部１１Ａ内の２つの光学部材２３Ａ、２３Ｂとロッドレンズ４６Ａの配置を示す平面図である。図２５は、横方向ＳＤに直交する上下方向ＵＤの上側から先端部１１Ａを見たときの、２つの光学部材２３Ａ、２３Ｂとロッドレンズ４６Ａの配置を示す。ロッドレンズ４６Ａの入射面ＩＳと、拡散部ＤＳが形成された出射面とは、平行である。
【0138】
例えば、ロッドレンズ４６Ａはプラスチック製であり、屈折率は１．５であり、屈折率が１であるの空気の隙間ｇを介して、光学部材２３Ａ、２３Ｂが配設されている。光学部材２３Ａはそれぞれ光学接着剤（図示せず）により、光学部材２３Ｂと密着して固定されている。光学部材２３Ａの砂目面（点線で示す）側が、光学接着剤（図示せず）により、光学部材２３Ｂと接着されている。光学部材２３Ａ、２３Ｂは、ガラス製であり、屈折率は、１．８である。具体的には、光学接着剤の屈折率は１．５２や１．５６等の値、すなわち光学部材２３Ａ、２３Ｂよりも屈折率が小さく、空気の屈折率である１よりも大きな値であればよい。
【0139】
ロッドレンズ４６Ａの先端面には、複数の凸状部ＵＦを有する拡散部ＤＳが設けられている。拡散部ＤＳの凸状部ＵＦの形状は、第１の実施の形態の凸状部ＵＦの形状と同じであるが、上述した変形例１又は変形例２に示した形状でもよい。
【0140】
すなわち、拡散部ＤＳは、ロッドレンズ４６Ａの出射面上において所定の方向に沿って線状に伸びる複数の凸状部ＵＦを有する。拡散部ＤＳは、ロッドレンズ４６Ａを製造するときにモールド成形により形成することができるので、加工性が良い。
【0141】
ロッドレンズ４６Ａの先端面側には、空気の隙間ｇを介して、ガラス製の２つの光学部材２３Ａ、２３Ｂが配設されている。光学部材２３Ａと２３Ｂは、図示しない光学接着剤により接着されて固定されている。光学部材２３Ｂ側の光学部材２３Ａの表面には、すりガラス状に加工がされた砂目面（点線で示す）が設けられている。
【0142】
従って、上述した実施形態によっても、視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させることができる内視鏡用照明光学系及び内視鏡用光学アダプタを提供することができる。
【0143】
なお、ロッドレンズ４６Ａの入射面ＩＳ側に拡散部ＤＳを設けることも考えられるが、その場合、ロッドレンズ４６Ａ内を通り光が出射面から出射するとき、ロッドレンズ４６Ａ内に入った光は、ロッドレンズ４６Ａの側面から漏れ、出射面からの出射光の光量が減少してしまうという問題がある。
【0144】
さらになお、図２４及び図２５では、光学素子としてのロッドレンズ４６Ａは、挿入部５の先端部１１Ａ内に配設されているが、図１に示す挿入部５の先端部１１に装着可能な光学アダプタ１０内に配設するようにしてもよい。
（変形例）
（変形例）
【0145】
上述した第２の実施の形態では、ライトガイドの先端側に設けられたロッドレンズ４６Ａが、拡散部ＤＳを有しているが、ロッドレンズの基端側の入射面と、ライトガイドの先端面の間に光学素子を配置し、その光学素子が、拡散部ＤＳを有するようにしてもよい。
【0146】
図２６は、本第２の実施の形態の変形例に関わる、先端部内の２つの光学素子とロッドレンズの配置を示す平面図である。図２６は、横方向ＳＤに直交する上下方向ＵＤの上側から先端部１１Ａを見たときの、２つの光学部材２３Ａ、２３Ｂ、ロッドレンズ４６Ｂ、光学素子５２及びライトガイド１１ｙ１の配置を示す。ロッドレンズ４６Ｂの入射面ＩＳと、光学素子５２の出射面（拡散部ＤＳが形成された部分）とは、平行である。また、光学素子５２の入射面５２ａと、ライトガイド１１ｙ１の先端面とも、平行である。
【0147】
図２６に示すように、光学素子５２が、ライトガイド１１ｙ１の先端面と、ロッドレンズ４６Ｂの基端面との間に配設される。光学素子５２は、平板形状を有するガラス（あるいはプラスチック）である。光学素子５２の入射面５２ａは、平面を有し、光学素子５２の出射面は、拡散部ＤＳを有する。拡散部ＤＳは、光学素子５２の出射面上において所定の方向に沿って線状に伸びる複数の凸状部ＵＦを有する。凸状部ＵＦは、図２６に示すように、上述した図２５のロッドレンズ４６Ａの拡散部ＤＳの凸状部ＵＦと同じ形状を有する。
【0148】
光学素子５２の入射面５２ａに入射した光は、光学素子５２の出射部である拡散部ＤＳにおいて拡散されて、出射する。拡散した光は、ロッドレンズ４６Ｂ内で、内部で反射して種々の方向に進行し、ロッドレンズ４６Ｂの出射面ＯＳから広がるように出射する。
【0149】
光学素子５２から出射する光は、拡散部ＤＳにより、横方向ＳＤ（図２６において上下方向）に広がりを有するように拡散する。しかし、ロッドレンズ４６Ｂは、部分円柱形状を有するため、拡散部ＤＳからの光は、ロッドレンズ４６Ｂ内において、内部で横方向ＳＤ以外の種々の方向にも反射される。
【0150】
その結果、ロッドレンズ４６Ｂの出射面から出射される光は、横方向ＳＤだけでなく、種々の方向に拡散して出射されるので、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３の実施の形態）
（第３の実施の形態）
【0151】
第１及び第２の実施の形態は、内視鏡に用いる光学素子としての略Ｕ字形状の光伝送光学部材５１あるいはロッドレンズ４６Ａに関わるが、第１及び第２の実施の形態において説明した拡散部ＤＳを有する光学素子は、視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させる光学素子として、内視鏡装置以外の装置にも利用することができる。
【0152】
なお、第２及び第３の実施の形態においても、各凸部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３すなわち斜面部ＩＰ１とＩＰ２の接合部ＪＰは、尖っていなくてもよく、例えば丸み形状を有したり、多面でカットされた面取り形状を有したりしてもよい。
【0153】
以上のように、上述した各実施の形態によれば、視野内における照明光の光量を減少させることなく、少ない配光ムラで所定の方向にのみ拡散させることができる内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子を提供することができる。
【0154】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【0155】
１ 内視鏡装置、２ 装置本体、３ 内視鏡、４ 表示部、５ 挿入部、６ 操作部、６ａ 湾曲ジョイスティック、７ ユニバーサルコード、１０ 光学アダプタ、１０ａ リング、１０ｂ 雌螺子部、１０ｃ 内向フランジ部、１０ｐ 平面部、１１、１１Ａ 先端部、１１Ａａ 先端面、１１ａ 先端硬性部材、１１ｂ 雄螺子部、１１ｘ 撮像素子、１１ｙ、１１ｙ１ ライトガイド、１２ 湾曲部、１３ 可撓部、２２ 観察窓、２２ｘ 観察窓、２２ａ 直線部、２３ｘ 照明窓、２３Ａ、２３Ｂ 光学部材、２３ａ 照明窓、２３ａ１、２３ａ２ 光学部材、２３ｂ 照明窓、２３ｂ１ 光学部材、３１ アダプタ本体、３１ａ、３１ｂ 孔、３２ カバー部材、３２ａ 開口部、３３ 円筒部材、４１ 平凹レンズ、４２ 位置決め部、４３ プリズム部、４３ａ、４３ｂ プリズム、４４ レンズ部、４４ａ レンズ、４５ カバーガラス、４６、４６Ａ、４６Ｂ ロッドレンズ、４６ａ、４６ｂ 面、５１ 光伝送光学部材、５１Ａ，５１Ｂ 延出部、５１Ｂ 延出部、５１Ｕ 凹部、５１Ｘ 部分円筒部、５１ａ 出射面、５１ａ１ 平面部、５１ｂ 出射面、５１ｂ１、５１ｃ 平面部、５２ 光学素子、５２ａ 入射面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】