[发明专利]用于内窥镜的照明光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内窥镜的照明光学系统。

背景技术

已知这样的内窥镜：其配置为将光分布窗口和观察窗口设置于内窥镜的插入管的尖端部分，用于对观察目标区域进行照明的照明光经由所述光分布窗口射出，从观察目标区域反射的照明光经由所述观察窗口而被接收。该类型的内窥镜的插入管形成为弹性管的形状，并且用于将照明光引至尖端部分的光导(light guide)设置于插入管的内部。在观察窗口中设置有物镜，并且从观察目标区域反射的物体光借由物镜而由图像获取装置(例如CCD，电荷耦合器件装置)接收。对由图像获取装置接收的物体光进行信号处理并且将其在监视器上显示为获取的图像。结果是，内窥镜的操作者可以在观察显示于监视器上的图像的同时操作内窥镜。

一般而言，作为其上显示图像的监视器，会使用具有横向较长的长宽比(例如，4:3或16:9)的监视器。因此，如果从光导发射的照明光的发射光分布的长宽比与监视器的长宽比不一致，则由于对未显示于监视器上的区域进行了照明，因而不能高效地使用整个监视器屏幕，或者图像的亮度将会降低。

日本专利临时公开第2009-207529A号(下文称为专利文件1)描述了能够获取明亮图像的内窥镜。专利文件1描述的内窥镜包括在内窥镜的插入管中的环状光导，并且在插入管的尖端部分设置有透明盖帽。从光导发射的照明光经由盖帽的内部传播，并且从尖端部分发射出去。围绕盖帽的边缘形成有倾斜表面，并且该倾斜表面用作凸透镜。因此，经由盖帽的内部传播并且穿过倾斜表面的照明光以集聚状态从尖端部分射出。结果是，可以避免照明光散射。

日本专利公开第4704386号(下文中称为专利文件2)描述了这样一种内窥镜：其包括具有出口端面的光导，该出口端面的横截面形状沿着左右方向和纵向方向具有不同的长度(即，椭圆形)。在专利文件2的内窥镜的插入管的尖端部分处设置有透明盖帽。在对应于光导的出口端面的透明盖帽的位置处，设置有形成为凹陷形状以对传输的照明光进行散射的光散射部件。与光导的出口端面的横截面形状一致，光散射部件沿着左右方向和纵向方向具有不同的长度，并且所述光散射部件具有依据长度而改变的负折射率。因此，可以改变沿着左右方向和纵向方向的照明光的散射程度，从而可以使照明光的强度分布接近于监视器的长宽比。

发明内容

由于在专利文件1所描述的内窥镜中将环形纤维用作光导，所以发出的照明光的强度分布变为沿着左右方向和纵向方向具有1:1比例的圆形或环形。因此，当使用具有横向较长的长宽比的监视器时，在屏幕上左端和右端的照明光的量会变得较小，或者会对沿着纵向方向在屏幕外的区域进行无用的照明。在此情况下，无法高效地使用照明光。另外，由于使用环形纤维，所以插入管的尖端部分的直径依据纤维形状而确定，因此难以减小尖端部分的直径。

由于在专利文件2中描述的内窥镜在插入管的尖端部分处设置有沿着纵向方向和沿着左右方向具有不同的屈光率的光散射部件，所以可以使发出的照明光的强度分布接近监视器的长宽比。但是，存在这样的问题，由于光散射部件形成为与尖端部分的中心同轴的环形，对于相对于插入管的中心设置于左侧和右侧的光导，相对于沿着左右方向的折射率，光散射部件沿着纵向方向的折射率非常小，因此，沿着纵向方向几乎没有散射效应。光散射部件的散射效应是由透镜形状的表面的曲率和光散射部件的折射指数确定的，因此存在无法实现足够的光散射效应的情况。另外，存在这样的情况：由光散射部件进行散射并且经由盖帽的内部传播的照明光通过盖帽的出口端面而受到反射，并且散射效应和发出的光的量减小。

本发明考虑上述背景而提出。即，本发明的目的是提供一种用于内窥镜的照明光学系统，其配置为使得插入管的直径较小，使照明光的散射效应增强，进而使发射的照明光的强度分布与监视器和经由观察窗口所限定的观察区域的长宽比一致。