內(nèi)窺鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有照明光學(xué)系統(tǒng)和觀察光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] -般地，在內(nèi)窺鏡的前端部配置有用于照射被攝體的照明光學(xué)系統(tǒng)、在前端面配 置有用于使來(lái)自被攝體的光入射的光學(xué)構(gòu)件的觀察光學(xué)系統(tǒng)、導(dǎo)出處理器具的通道以及清 洗附著于攝像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡面的污跡的噴嘴等結(jié)構(gòu)物。
[0003] 另外，在搭載能夠進(jìn)行近距離放大觀察的觀察光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡中，通過(guò)使觀察 光學(xué)系統(tǒng)的一部分透鏡移動(dòng)來(lái)使焦距變化，從而不只是普通觀察，還能夠進(jìn)行近距離觀察。 而且，由于在普通觀察時(shí)和近距離觀察時(shí)使用同一照明光學(xué)系統(tǒng)，因此特別是在與被攝體 之間的距離為2mm以下那樣的近距離觀察時(shí)，受到照明光學(xué)系統(tǒng)的布局的影響，導(dǎo)致周邊 部分比畫面中央亮。因此，在使想要關(guān)注的被攝體配置在中央部分時(shí)，照明光未被充足地配 光，從而無(wú)法良好地進(jìn)行觀察。
[0004] 在專利文獻(xiàn)1中公開了如下一種內(nèi)窺鏡：通過(guò)在從多個(gè)照明窗射出的照明光重疊 的范圍內(nèi)設(shè)定最佳焦點(diǎn)位置的操作范圍，由此近距離放大觀察時(shí)的照明不均小，從而能夠 以足夠的亮度照明被攝體。
[0005] 另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下一種內(nèi)窺鏡：通過(guò)在觀察光學(xué)系統(tǒng)的兩側(cè)的觀 察區(qū)域的周邊部分的照度為中心部分的照度的兩倍以下的位置設(shè)置照明單元，由此將近距 離觀察時(shí)的觀察區(qū)域的偏差抑制為最小限度。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2001-346752號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2000-37345號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問題
[0009] 然而，上述的各專利文獻(xiàn)均未就普通觀察時(shí)的配光作任何考慮，另外，在近距離觀 察時(shí)也存在如下的問題。
[0010] 即，在專利文獻(xiàn)1所公開的內(nèi)窺鏡中，需要以照明光學(xué)系統(tǒng)的配光充分?jǐn)U展的距 離來(lái)設(shè)定最佳焦點(diǎn)位置，因此很難接近被攝體，從而不適于放大觀察。
[0011] 在專利文獻(xiàn)2所公開的內(nèi)窺鏡中，通過(guò)使觀察光學(xué)系統(tǒng)與照明光學(xué)系統(tǒng)之間的距 離拉開來(lái)確保配光，因此內(nèi)窺鏡的前端直徑變大。
[0012] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種在普通觀察時(shí)和近距離觀 察時(shí)都能夠確保充足的配光來(lái)進(jìn)行良好的觀察的內(nèi)窺鏡。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下方案。
[0015] 本發(fā)明的一個(gè)方式為一種內(nèi)窺鏡，具備：觀察光學(xué)系統(tǒng)，其包括多個(gè)透鏡，具有接 近被攝體來(lái)進(jìn)行放大觀察的功能；以及多個(gè)照明光學(xué)系統(tǒng)，其包括多個(gè)透鏡，向被攝體照射 照明光，其中，在將插入部前端面與被攝體之間的距離為I. 5mm至2. 5mm之間的任意的距離 的近距離觀察時(shí)的觀察視角內(nèi)的最大亮度設(shè)為ITM、將該近距離觀察時(shí)的中心亮度設(shè)為Ιτ。、 將插入部前端面與被攝體之間的距離為50mm的普通觀察時(shí)的中心亮度設(shè)為Iwc、將該普通 觀察時(shí)的最大視角的80%的位置處的亮度設(shè)為、時(shí)，滿足以下條件式。
[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，&為照明光學(xué)系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的焦距，fT為觀察光學(xué)系統(tǒng)的最大放大時(shí)的整 個(gè)系統(tǒng)的焦距，為照明光學(xué)系統(tǒng)的最靠近物體側(cè)的透鏡的外徑，IH為觀察光學(xué)系統(tǒng)的最 大像尚。
[0020] 根據(jù)本方式，通過(guò)滿足條件式（1)，即使在近距離放大觀察時(shí)，也能夠提高中心部 分的亮度與周邊部分的亮度之比，從而能夠進(jìn)行良好的觀察。即，在近距離放大觀察狀態(tài) 下，觀察光學(xué)系統(tǒng)與被攝體之間的距離比觀察光學(xué)系統(tǒng)與照明光學(xué)系統(tǒng)之間的距離近，因 此周邊部分的亮度比中心部分的亮度大。特別是在近距離放大觀察時(shí)，由于使關(guān)注的病變 等配置在中心部分的情形較多，因此如果中心部分的亮度與周邊部分的亮度之比不高，則 無(wú)法進(jìn)行良好的觀察。因此，通過(guò)滿足上述條件式（1)，即使在近距離放大觀察時(shí)，也能夠提 高中心部分的亮度與周邊部分的亮度之比，從而進(jìn)行良好的觀察。
[0021] 在普通觀察狀態(tài)下，由于與被攝體之間的距離足夠，因此中心部分的亮度比周邊 部分的亮度大。另外，在該狀態(tài)下為具有縱深的被攝體的觀察，因此如果過(guò)分提高周邊部分 的亮度，則會(huì)妨礙縱深方向的良好的觀察。另一方面，如果過(guò)分降低周邊部分的亮度，則會(huì) 妨礙周邊部分的良好的觀察，因此需要取得兩者的平衡。因此，構(gòu)成為滿足條件式（2)。
[0022] 為了滿足條件式（1)和（2)兩個(gè)條件式，需要設(shè)定與觀察光學(xué)系統(tǒng)的焦距匹配的 照明光學(xué)系統(tǒng)的焦距，需要滿足條件式（3)。根據(jù)條件式（3)來(lái)確定觀察光學(xué)系統(tǒng)的焦距和 照明光學(xué)系統(tǒng)的焦距，從而能夠提供取得了遠(yuǎn)近雙方的平衡的配光性能。
[0023] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是，多個(gè)上述照明光學(xué)系統(tǒng)中的至少兩個(gè)照明光學(xué)系 統(tǒng)滿足以下條件式。
[0024] 8 < T1VfW 16... (4)
[0025] 8 < r22/fLfT< 16- (5)
[0026] 其中，I^r2為觀察光學(xué)系統(tǒng)中的配置在最靠近物體側(cè)的位置處的透鏡的中心與各 照明光學(xué)系統(tǒng)中的配置在最靠近物體側(cè)的位置處的透鏡的中心之間的距離。
[0027] 通過(guò)這樣，能夠使觀察光學(xué)系統(tǒng)與照明光學(xué)系統(tǒng)之間的距離收斂于期望的范圍， 從而能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定照明光學(xué)系統(tǒng)的配光性能。
[0028] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是上述觀察光學(xué)系統(tǒng)滿足以下條件式。
[0029] 0· 8 < fTFFT/fwFFW< I. 1... (6)
[0030] 其中，fw為普通觀察狀態(tài)下的整個(gè)系統(tǒng)的焦距，F(xiàn)ft為近距離放大觀察狀態(tài)下的前 側(cè)焦點(diǎn)位置，F(xiàn)fw為普通觀察狀態(tài)下的前側(cè)焦點(diǎn)位置。
[0031] 通過(guò)這樣，能夠?qū)⒁晥?chǎng)范圍設(shè)為適當(dāng)?shù)姆秶軌蚴古涔獾姆植季鶆驈亩M(jìn)行良 好的觀察。
[0032] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是上述觀察光學(xué)系統(tǒng)滿足以下條件式。
[0033] 0· 3 < I I X β /Ih I < 0· 45... (7)
[0034] 其中，β為觀察光學(xué)系統(tǒng)的最大放大時(shí)的近軸倍率。
[0035] 通過(guò)這樣，能夠使最大放大時(shí)的放大率為足夠的放大率從而良好地觀察被攝體。
[0036] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是上述觀察光學(xué)系統(tǒng)滿足以下條件式。
[0037] 0. 25 < V(1000 P) < 0. 5- (8)
[0038] 其中，P為搭載于觀察光學(xué)系統(tǒng)的攝像元件的像素間距。
[0039] 通過(guò)這樣，能夠使攝像元件的像素足夠從而進(jìn)行良好的觀察。
[0040] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是，多個(gè)上述照明光學(xué)系統(tǒng)中的至少兩個(gè)照明光學(xué)系 統(tǒng)各自具備三個(gè)凸透鏡，并滿足以下條件式。
[0041] 1. 4 < fL1/fL< 3. 2- (9)
[0042] 其中，fu為照明光學(xué)系統(tǒng)的最靠近物體側(cè)的透鏡的焦距。
[0043] 通過(guò)這樣，能夠使配光范圍為適當(dāng)?shù)姆秶鷱亩M(jìn)行良好的觀察。
[0044] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是，在多個(gè)上述照明光學(xué)系統(tǒng)中的至少兩個(gè)照明光學(xué) 系統(tǒng)中，在將距離50mm處的中心方向的亮度設(shè)為1時(shí)，任意的角度α (° )所對(duì)應(yīng)的亮度 γ (α )滿足以下條件式。
[0045] 0· 21 < γ (50)/γ (25) < 0· 39…（10)
[0046] 通過(guò)這樣，能夠抑制照明光學(xué)系統(tǒng)的配光性能中的角度方向的變化量，保持適當(dāng) 的配光性能。
[0047] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是在多個(gè)上述照明光學(xué)系統(tǒng)中的至少兩個(gè)照明光學(xué) 系統(tǒng)中，滿足以下條件式。
[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分別為相對(duì)于中心方向的方位角，φ為內(nèi)窺鏡前端直徑。
[0052] 通過(guò)這樣，能夠適當(dāng)?shù)嘏渲糜^察光學(xué)系統(tǒng)和照明光學(xué)系統(tǒng)，從而能夠抑制照明光 針對(duì)被攝體形成集中或者不均勻的配光不均。
[0053] 另外，在上述方式中，優(yōu)選的是，具備三個(gè)上述照明光學(xué)系統(tǒng)，各照明光學(xué)系統(tǒng)是 包括三個(gè)凸透鏡的相同的照明光學(xué)系統(tǒng)，并滿足以下條件式。
[0054] 0· 8 < min Cr1, r2, r3)/Max Cr1, r2, r3) < 1. 0... (14)
[0055] 其中，A、r2、r#觀察光學(xué)系統(tǒng)中的配置在最靠近物體側(cè)的位置處的透鏡的中心 與各照明光學(xué)系統(tǒng)中的配置在最靠近物體側(cè)的位置處的透鏡的中心之間的距離。
[0056] 通過(guò)這樣，能夠使三個(gè)照明光學(xué)系統(tǒng)的配置關(guān)系適當(dāng)，因此能夠抑制照明光針對(duì) 被攝體形成集中或者不均勻的配光不均。
[0057] 即，不僅配置觀察光學(xué)系統(tǒng)、照明光學(xué)系統(tǒng)，還配置用于使處理器具伸出的通道、 用于清洗透鏡的噴嘴等結(jié)構(gòu)物。因此，特別是在配置三個(gè)照明光學(xué)系統(tǒng)的情況下，存在難以 將所有照明光學(xué)系統(tǒng)都相對(duì)于觀察光學(xué)系統(tǒng)對(duì)稱地配置的情況。在該情況下，優(yōu)選使三個(gè) 照明光學(xué)系統(tǒng)距觀察光學(xué)系統(tǒng)的距離相同，并優(yōu)選滿足上述條件式（14)。
[0058] 發(fā)明的效果
[0059] 根據(jù)本發(fā)明，起到如下效果：在普通觀察時(shí)和近距離觀察時(shí)都能夠確保充足的配 光來(lái)進(jìn)行良好的觀察。