JP2007020937A - 内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 検査対象空間内に挿入される挿入部4と、レーザ光を発するレーザ光源と、レーザ光源の動作を制御する制御装置とを設ける。挿入部4に、レーザ光源が発するレーザ光を挿入部4の先端に導いてこの先端から出射させるライトガイド13と、ライトガイド13の出射端に対向させて設けられる光学要素14とを設ける。光学要素14には、その光軸上に、レーザ光を照射されることによって励起されて可視光を発する蛍光物質21を設ける。
【選択図】 図3
Description
上述の内視鏡装置には、挿入部の先端に荷電結合素子(以後、「CCD」と表記)などの撮像素子を配置し、この撮像素子に結像した画像をモニタに表示して観察、点検等を行うビデオスコープ内視鏡装置がある。
このような照明装置としては、例えば後記の特許文献1に記載の内視鏡用光源装置のように、筐体内に設けた光源ランプと、この光源ランプが発する光を挿入部の先端まで導くライトガイドケーブルとを有するものが知られている。
また、フィラメントは全方向に発光するため、照明装置には、この光をライトガイドケーブルの小径の入射端面に集光するリフレクタや集光レンズを設ける必要がある。
さらに、光源ランプは発熱量が大きいため、照明装置には、光源ランプを冷却する冷却装置を設ける必要がある。
このように、光源ランプを用いる照明装置では、光源ランプとその周辺装置とが必要であり、これらの占有体積が大きいので、装置の小型化が困難であった。
本発明は、検査対象空間内に挿入される挿入部と、レーザ光を発するレーザ光源と、該レーザ光源の動作を制御する制御装置とを有し、前記挿入部には、前記レーザ光源が発する前記レーザ光を前記挿入部の先端に導いて該先端から出射させるライトガイドと、該ライトガイドの出射端に対向させて設けられる光学要素とが設けられ、該光学要素には、その光軸上に、前記レーザ光を照射されることによって励起されて可視光を発する蛍光物質が設けられている内視鏡装置を提供する。
ライトガイドに導入されたレーザ光は、このライトガイドによって挿入部の先端に導かれる。ライトガイドの出射端に対向配置される光学要素には、蛍光物質が設けられており、この蛍光物質がライトガイドの出射端に導かれたレーザ光によって励起されて、可視光を発する。
蛍光物質が発した可視光は、挿入部の先端から放出されて、これによって検査対象空間内が照明される。
そして、レーザ光源の発するレーザ光は、波長が揃っていて量子効率が高いので、蛍光物質によって高効率で可視光に変換される。
また、レーザ光源は、同レベルの照度が得られる光源ランプよりも発熱量が少ないので、光源冷却用の冷却装置が小型で済む。
また、この内視鏡装置では、光源として指向性の強いレーザ光源が用いられていて、前記のように集光装置が不要または最小限で済む。
以上のことから、この内視鏡装置では、光源ランプを用いた内視鏡装置よりも小型化が可能である。
ここで、蛍光物質としては、一種類の蛍光物質だけを用いてもよく、蛍光波長の異なる複数種類の蛍光物質を混合して、励起光を内視鏡装置による観察に適した色調にした蛍光物質の混合物を用いてもよい。
この内視鏡装置では、挿入部においてライトガイドの出射端を保護するカバーガラスの表面に蛍光物質が設けられているので、挿入部を組み立てることで、特別な作業を行わずに挿入部に蛍光物質を組み込むことができる。
この内視鏡装置では、挿入部においてライトガイドの出射端に対向配置されるレンズの表面に蛍光物質が設けられているので、挿入部を組み立てることで、特別な作業を行わずに挿入部に蛍光物質を組み込むことができる。
この内視鏡装置では、挿入部においてライトガイドの出射端に対向配置される拡散部材の表面に蛍光物質が設けられているので、挿入部を組み立てることで、特別な作業を行わずに挿入部に蛍光物質を組み込むことができる。
この内視鏡装置では、ライトガイドから出射されたレーザ光が拡散部材によってレーザ光が拡散されたのちに蛍光物質に照射されるので、蛍光物質全体に均等にレーザ光を照射することができ、レーザ光を高効率で可視光に変換することができる。
一般的に、蛍光物質は紛状であり、蛍光物質単独では扱いが困難である。
そこで、上記のように、蛍光物質を、光学要素の接着に用いられる透明光学接着剤に練りこんだ状態で光学要素に塗布することで、光学要素の光学的性能を損なうことなく、光学要素に蛍光物質を設置することができる。
この内視鏡装置では、操作部が装置本体とは独立していて操作者による把持が可能とされているので、操作者は操作部を手元に置いた状態で内視鏡装置を操作することができ、操作性が高い。
また、挿入部が、上記操作部に設けられているので、挿入部の操作が容易となる。
以下、本発明の第1の実施の形態について図1から図3を参照して説明する。
内視鏡装置1は、図1に示すように、装置本体2と、装置本体2とは独立し操作者による把持が可能な操作部3と、検査対象空間内に挿入される細長で可撓性を有する挿入部4とを有している。
挿入部4は、操作部3に設けられており、操作部3とともに装置本体2とは独立して取り扱うことができるようになっている。
挿入部4の先端部には、先端の向きを調整する駆動装置が設けられている。
操作部3には、操作者に把持されるグリップ6と、駆動装置の動作を制御するスティック7とが設けられており、使用者は、スティック7を操作することで、挿入部4の先端の向きを任意の方向に向けることができるようになっている。
挿入部4には、レーザ光源11が発するレーザ光を挿入部4の先端に導いてこの先端から出射させるライトガイド13と、ライトガイド13の出射端に対向させて設けられる光学要素14とが設けられている。
撮像装置16としては、例えば、撮像画像を電気信号に変換するCCD(荷電結合素子)が用いられる。この場合には、内視鏡装置1には、挿入部4の先端で撮像装置16の撮像面に対向配置されるレンズ16aと、撮像装置16から挿入部4を通じて装置本体2まで通じる信号線16bと、信号潜16bを介して撮像装置16が出力する電気信号を受信してこの電気信号を画像信号に変換処理してモニタ17に出力する信号処理装置16cとが設けられる。
本実施形態では、レーザ光源11および制御装置12は、操作部3に設けられており、モニタ17は装置本体2に設けられている。
レーザ光源11とライトガイド13との間には、レーザ光源11の発するレーザ光の光束をライトガイド13の直径程度に絞ってライトガイド13の入射端に入射させる集光レンズ18が設けられている。
図3に示すように、光学要素14には、その光軸上に、レーザ光源11が発するレーザ光を照射されることによって励起されて可視光(好ましくは白色光)を発する蛍光物質21が設けられている。
本実施形態では、ライトガイド13の出射端には、光学要素14として、ライトガイド13の出射端を保護するカバーガラス22が設けられている。このカバーガラス22において挿入部4内側の面(ライトガイド13の出射端に対向する面)には、透明光学接着剤に練りこまれた状態の蛍光物質21が全体に塗布されており、これによって蛍光物質21がカバーガラス22と一体化されている。
ライトガイド13に導入されたレーザ光は、このライトガイド13によって挿入部4の先端に導かれる。ライトガイド13の出射端に対向配置されるカバーガラス22には、蛍光物質21が塗布されているので、この蛍光物質21がライトガイド13の出射端に導かれたレーザ光によって励起されて、可視光を発する。
蛍光物質21が発した可視光は、挿入部4の先端から放出されて、これによって検査対象空間内が照明される。
そして、レーザ光源11の発するレーザ光は、波長が揃っていて量子効率が高いので、蛍光物質21によって高効率で可視光に変換される。
また、レーザ光源11は、同レベルの照度が得られる光源ランプよりも発熱量が少ないので、光源冷却用の冷却装置が小型で済む。
また、この内視鏡装置1では、光源として指向性の強いレーザ光源11が用いられていて、前記のように集光装置が最小限で済む。
以上のことから、この内視鏡装置1では、光源ランプを用いた内視鏡装置よりも小型化が可能である。
ここで、蛍光物質21としては、一種類の蛍光物質だけを用いてもよく、蛍光波長の異なる複数種類の蛍光物質を混合して、励起光を内視鏡装置1による観察に適した色調にした蛍光物質の混合物を用いてもよい。
続いて、本発明に係る内視鏡装置について、第2の実施の形態を図4に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態では、上述の第1の実施の形態において、光学要素14として、カバーガラス22の代わりに、凸レンズ31を採用している。
この凸レンズ31は、ライトガイド13の出射端に向く面が凸曲面をなし、挿入部4の先端側を向く面が光軸に平行な平面とされている。
そして、この凸レンズ31においてライトガイド13の出射端に向く面全体に、蛍光物質21が塗布されている。
続いて、本発明に係る内視鏡装置について、第3の実施の形態を図5に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態では、上述の第1の実施の形態において、光学要素14として、カバーガラス22の代わりに、凹レンズ36を採用している。
この凹レンズ36は、ライトガイド13の出射端に向く面が凹曲面をなし、挿入部4の先端側を向く面が光軸に略直交する平面とされている。
そして、この凹レンズ31においてライトガイド13の出射端に向く面の凹部全体内に、蛍光物質21が充填されている。
続いて、本発明に係る内視鏡装置について、第4の実施の形態を図6に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態では、上述の第3の実施の形態において、光学要素14として、凹レンズ36に加えて、凹レンズ36においてライトガイド13の出射端に向く面の凹部内に、凸レンズ37を設け、これら凹レンズ36と凸レンズ37との間に蛍光物質21を設けた構成を採用している。
凸レンズ37は、ライトガイド13の出射端に向く面が光軸に略直交する平面とされ、凹レンズ36を向く面が、凹レンズ36の凹曲面よりも曲率半径の小さい凸曲面とされていて、これによって凹レンズ36の凹曲面と凸レンズ37の凸曲面との間に、蛍光物質21が充填される空間が形成されている。
続いて、本発明に係る内視鏡装置について、第5の実施の形態を図7に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態では、上述の第1の実施の形態において、光学要素14として、カバーガラス22の代わりに凹レンズ36を設け、この凹レンズ36とライトガイド13との間に、ライトガイド13の出射端に対向させて拡散部材41を設けて、この拡散部材41の凹レンズ36側を向く面に、蛍光物質21を設けた構成を採用している。
ここで、拡散部材41としては、例えば、入射端面と出射端面とのうちの少なくともいずれか一方に微細な凹凸を設けたガラス板や、ライトガイド13の光軸に略直交する面上に複数のマイクロレンズを配置した構成のレンズアレイや、フレネルレンズ、その他の任意の拡散部材を用いることができる。
また、上記のように、拡散部材41としては、任意の構成のものを用いることができる。例えば、図8に示すように、第1の実施の形態で示した内視鏡装置1において、ライトガイド13の出射端とカバーガラス22との間に空間Sを設けて、この空間S内に多数の球体レンズ51を設けて、これら球体レンズ51によって拡散部材41を構成してもよい。
この場合には、ライトガイド13から出射されたレーザ光は、各球体レンズ51に入射することで、各球体レンズ51によって各球体レンズ51の直後で一旦収束されるので、各球体レンズ51の後方では拡散光となる。
例えば、図9に示すように、本発明を、挿入部4の先端に複数のレンズが設けられた内視鏡装置に適用してもよい。図9に示す例では、挿入部4の先端には、前記の凸レンズ31が設けられ、この凸レンズ31とライトガイド13の出射端との間に、凸レンズ56が設けられている。凸レンズ56は、凸レンズ31側を向く面が凸曲面をなし、ライトガイド13の出射端に向く面が光軸に平行な平面とされている。
間隔管57は、内径寸法が凸レンズ31,56の外径寸法よりも小径の管状の部材である。間隔管57のライトガイド13側の端部近傍には、内径寸法が凸レンズ56の外形寸法と同じとなる拡径部57aが設けられており、凸レンズ56はこの拡径部57a内に収納されている。
この構成においても、挿入部4を構成する間隔管57に蛍光物質21が一体的に設けられているので、挿入部4を組み立てることで、自動的に挿入部4に蛍光物質21を組み込むことができる。
図9に示す例では、蛍光物質21は、凸レンズ31側を向く面に凸レンズ31の凸曲面を受ける凹曲面を有し、凸レンズ56側を向く面に凸レンズ56の凸曲面を受ける凹曲面を有する形状とされており、これによって挿入部4を組み立てた際に凸レンズ31,56間に位置する領域全体が蛍光物質21で満たされるようになっている。
この構成においても、挿入部4を構成する枠体61の縮径部61b内に蛍光物質21が一体的に設けられているので、挿入部4を組み立てることで、自動的に挿入部4に蛍光物質21を組み込むことができる。
図10に示す例では、蛍光物質21は、凸レンズ31側を向く面に凸レンズ31の凸曲面を受ける凹曲面を有し、ライトガイド13側を向く面にライトガイド13の先端面を受ける平面を有する形状とされており、これによって挿入部4を組み立てた際に、縮径部61bの径方向内側の、ライトガイド13先端と凸レンズ31との間に位置する領域全体が蛍光物質21で満たされるようになっている。
2 装置本体
3 操作部
4 挿入部
11 レーザ光源
12 制御装置
13 ライトガイド
14 光学要素
21 蛍光物質
22 カバーガラス
31 凸レンズ
36 凹レンズ
37 凸レンズ
41 拡散部材
Claims (7)
- 検査対象空間内に挿入される挿入部と、
レーザ光を発するレーザ光源と、
該レーザ光源の動作を制御する制御装置とを有し、
前記挿入部には、前記レーザ光源が発する前記レーザ光を前記挿入部の先端に導いて該先端から出射させるライトガイドと、
該ライトガイドの出射端に対向させて設けられる光学要素とが設けられ、
該光学要素には、その光軸上に、前記レーザ光を照射されることによって励起されて可視光を発する蛍光物質が設けられている内視鏡装置。 - 前記光学要素が前記ライトガイドの出射端を保護するカバーガラスであり、
前記蛍光物質が、前記カバーガラスの表面に設けられている請求項1記載の内視鏡装置。 - 前記光学要素がレンズであり、
前記蛍光物質が、前記レンズの表面に設けられている請求項1記載の内視鏡装置。 - 前記光学要素が光線を拡散させる拡散部材であり、
前記蛍光物質は、前記拡散部材の表面に設けられている請求項1記載の内視鏡装置。 - 前記蛍光物質が、前記拡散部材の出射端側の表面に設けられている請求項4記載の内視鏡装置。
- 前記蛍光物質が、透明光学接着剤に練りこまれた状態で前記光学要素に塗布されている請求項1から5のいずれかに記載の内視鏡装置。
- 装置本体と、
該装置本体とは独立し、操作者による把持が可能な操作部とを有しており、
前記挿入部は前記操作部に設けられ、
前記レーザ光源および前記制御装置は、それぞれ前記装置本体と前記操作部とのうちのいずれか一方に設けられている請求項1から6のいずれかに記載の内視鏡装置。
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