JP2013027432A - Endoscope apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内視鏡装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus and a manufacturing method thereof.
照明光を照射して体腔内の内視鏡像を得る内視鏡装置として、励起光を出射する光源と、内視鏡先端部に配置され、光源からの励起光を波長変換する蛍光体とを組み合わせて白色光を照射可能としたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の内視鏡装置は、蛍光体を青色光で励起し、この青色光の一部を緑色〜赤色の光に変換し、この緑色〜赤色の光と、蛍光体を透過した青色光とを併せることで、白色光を生成している。
As an endoscope apparatus that obtains an endoscopic image in a body cavity by irradiating illumination light, a light source that emits excitation light and a phosphor that is disposed at the distal end of the endoscope and that converts the wavelength of excitation light from the light source There has been proposed one that can be irradiated with white light in combination (see, for example, Patent Document 1). The endoscope apparatus described in
このような方法で白色光を生成するための蛍光体として、特許文献2には種々の蛍光体が開示されている。
As phosphors for generating white light by such a method,
一般に、蛍光体は、発光波長が励起光波長から離れるほどストークスロスと呼ばれる原理的な損失により発光効率が低下する。つまり、青色励起光に対して赤色発光の強度が高い蛍光体を用いることは、発光効率を低下させる要因となる。発光効率が低下するということは、蛍光体における発熱が多くなることを意味する。内視鏡装置、特に経鼻内視鏡等のような細い内視鏡では、先端部分での放熱性を確保するのが難しいため、先端部分での発熱をいかに下げられるかが重要となる。 In general, the emission efficiency of a phosphor decreases as the emission wavelength is farther from the excitation light wavelength due to a fundamental loss called Stokes loss. That is, the use of a phosphor having a high intensity of red light emission with respect to blue excitation light is a factor that reduces the light emission efficiency. A decrease in luminous efficiency means that heat generation in the phosphor increases. In a thin endoscope such as an endoscopic device, particularly a transnasal endoscope, it is difficult to ensure heat dissipation at the distal end portion, and thus it is important how heat generated at the distal end portion can be reduced.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡先端部分での発熱を低減することのできる内視鏡装置とその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus that can reduce heat generation at an endoscope distal end portion and a manufacturing method thereof.
本発明の内視鏡装置は、被検体に挿入される内視鏡挿入部と、前記内視鏡挿入部の先端部に設けられる蛍光体を含む発光部と、前記先端部に光を供給する第一の半導体光源及び第二の半導体光源とを備え、前記第一の半導体光源は、青色光を前記発光部に照射するためのものであり、前記第二の半導体光源は、赤色光を出射するものであり、前記発光部は、前記青色光を励起光として、主として緑色光を発光する1種類の蛍光体によって形成されており、前記発光部に占める前記蛍光体の含有量は、前記発光部から発光される緑色光の強度と前記発光部を透過する前記第一の半導体光源からの青色光の強度とが略一致するように決められているものである。 An endoscope apparatus according to the present invention supplies an endoscope insertion portion to be inserted into a subject, a light emitting portion including a phosphor provided at a distal end portion of the endoscope insertion portion, and light to the distal end portion. A first semiconductor light source and a second semiconductor light source, wherein the first semiconductor light source is for irradiating the light emitting part with blue light, and the second semiconductor light source emits red light. The light emitting part is formed of one type of phosphor that emits mainly green light using the blue light as excitation light, and the content of the phosphor in the light emitting part is the light emission The intensity of the green light emitted from the light emitting portion and the intensity of the blue light from the first semiconductor light source that passes through the light emitting portion are determined to be substantially the same.
本発明の内視鏡装置の製造方法は、被検体に挿入される内視鏡挿入部と、前記内視鏡挿入部の先端部に設けられる蛍光体を含む発光部と、前記先端部に光を供給する第一の半導体光源及び第二の半導体光源とを備える内視鏡装置の製造方法であって、前記第一の半導体光源は、前記発光部に青色光を照射するためのものであり、前記第二の半導体光源は、赤色光を出射するものであり、前記発光部を、前記青色光を励起光として、主として緑色光を発光する1種類の蛍光体を用いて形成すると共に、前記発光部に占める前記蛍光体の含有量を、前記発光部から発光される緑色光の強度と前記発光部を透過する前記第一の半導体光源からの青色光の強度とが略一致するように調製するものである。 An endoscope apparatus manufacturing method according to the present invention includes an endoscope insertion portion that is inserted into a subject, a light emitting portion that includes a phosphor provided at a distal end portion of the endoscope insertion portion, and a light beam that is emitted to the distal end portion. A first semiconductor light source and a second semiconductor light source, the first semiconductor light source for irradiating the light emitting part with blue light The second semiconductor light source emits red light, and the light-emitting portion is formed using one type of phosphor that mainly emits green light using the blue light as excitation light, and The phosphor content in the light emitting part is adjusted so that the intensity of the green light emitted from the light emitting part and the intensity of the blue light from the first semiconductor light source that passes through the light emitting part are substantially the same. To do.
本発明によれば、内視鏡先端部分での発熱を低減することのできる内視鏡装置とその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the endoscope apparatus which can reduce the heat_generation | fever in an endoscope front-end | tip part, and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態を説明するための内視鏡装置100の外観図である。
FIG. 1 is an external view of an
内視鏡装置100は、内視鏡11と、制御装置13と、液晶表示装置等の表示部15と、制御装置13に情報を入力するキーボードやマウス等の入力部17とを備える。
The
制御装置13は、光源装置45と、内視鏡11から出力される撮像画像信号の信号処理等を行うプロセッサ47とを備える。
The
内視鏡11は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部19と、内視鏡挿入部19の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部23と、内視鏡11を制御装置13に着脱自在に接続するコネクタ部25,27とを備える。
The
内視鏡挿入部19は、可撓性を持つ軟性部29と、湾曲部31と、先端部(以降、内視鏡先端部とも呼称する)33とから構成される。
The
なお、図示はしないが、操作部23及び内視鏡挿入部19の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられる。
Although not shown, various channels such as a forceps channel for inserting a tissue collection treatment instrument and the like, a channel for air supply / water supply, and the like are provided inside the
図2は、図1に示される内視鏡装置100の内部構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the
内視鏡先端部33は、被観察領域へ光を照射するための照明窓35,37と、照明窓35,37の各々に対向配置される発光部59と、被観察領域からの反射光を受光するCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子21と、撮像素子21の受光面に被観察領域からの反射光を受光させるための観察窓40と、観察窓40と撮像素子21との間に設けられる対物レンズユニット39とを備える。
The endoscope
湾曲部31は、軟性部29と先端部33との間に設けられ、操作部23に配置されたアングルノブ43(図1参照)の回動操作により湾曲自在にされている。
The
この湾曲部31は、内視鏡11が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部33の照明窓35,37及び観察窓40を、所望の観察部位に向けることができる。
The
制御装置13は、内視鏡先端部33の照明窓35,37に供給する照明光を発生する光源装置45と、撮像素子21から出力される赤(R)、緑(G)、青(B)の撮像画像信号を信号処理するプロセッサ47とを備える。光源装置45とプロセッサ47は、コネクタ部25,27を介して内視鏡11と接続される。
The
プロセッサ47には、前述の表示部15と入力部17が接続されている。プロセッサ47は、内視鏡11の操作部23や入力部17からの指示にしたがい、内視鏡11から伝送されてくる撮像画像信号を信号処理し、表示用画像データを生成して表示部15に当該表示用画像データに基づく内視鏡観察画像を表示したり、記憶用画像データを生成して記憶部71に記憶したりする。
The
光源装置45は、光源制御部49と、中心波長405nmの紫色レーザ光源LD1と、中心波長445nmの青色レーザ光源LD2と、中心波長635nmの赤色レーザ光源LD3と、コンバイナ51と、カプラ53とを備える。
The
光源LD1は、狭帯域光観察のための光源である。光源LD2、LD3は、通常観察(白色光観察)のための光源である。各光源LD1,LD2,LD3から出射されるレーザ光は、光源制御部49により個別に制御される。光源制御部49は、紫色レーザ光源LD1の出射光と、青色レーザ光源LD2の出射光と、赤色レーザ光源LD3の出射光との光量比を制御する。
The light source LD1 is a light source for narrowband light observation. The light sources LD2 and LD3 are light sources for normal observation (white light observation). The laser beams emitted from the light sources LD1, LD2, and LD3 are individually controlled by the light
各光源LD1,LD2,LD3は、LD(レーザダイオード)又はLED(発光ダイオード)等の半導体光源で構成される。 Each of the light sources LD1, LD2, and LD3 includes a semiconductor light source such as an LD (laser diode) or an LED (light emitting diode).
レーザダイオードとしては、ブロードエリア型のInGaN系レーザダイオード等を利用することができ、また、InGaNAs系レーザダイオードやGaNAs系レーザダイオード等を利用することができる。 As the laser diode, a broad area type InGaN laser diode or the like can be used, and an InGaNAs laser diode, a GaNAs laser diode, or the like can be used.
発光部59は、蛍光体として1種類の蛍光体のみを含む。この蛍光体は、光源LD2から供給される青色レーザ光を励起光として、主として緑色の蛍光を発する。この蛍光体は、蛍光の発光ピーク波長が500nm〜550nmの範囲にあり、波長600nm以上における蛍光の発光強度が、ピーク発光強度よりも十分に小さい(例えばピーク発光強度の30%以下)ものである。また、この蛍光体は、光源LD3から供給される赤色レーザ光と光源LD1から供給される紫色レーザ光とについては、そのほとんどを透過する。このように、発光部59に用いる蛍光体は、光源LD2から供給される青色レーザ光を照射したときの赤の特殊演色評価数(R9)が非常に低い(例えば30以下)ものであればよい。
The
発光部59は、上述した1種類の蛍光体(以下、G蛍光体という)と、樹脂や無機ガラス等の被覆部材とが混合されて形成されている。
The
G蛍光体としては、YAG系蛍光体、Ca3Sc2Si3O12、(BaSr)2SiO4、(Sr,Ba)Si2O2N2、又はβサイアロン等が用いられる。発光部59の詳しい特性については、後述する。
As the G phosphor, YAG phosphor, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 , (BaSr) 2 SiO 4 , (Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 , β sialon, or the like is used. Detailed characteristics of the
各光源LD1,LD2,LD3から出射されるレーザ光は、集光レンズ(図示略)によりそれぞれ光ファイバに入力され、合波器であるコンバイナ51と、分波器であるカプラ53とを介してコネクタ部25に伝送される。
Laser light emitted from each of the light sources LD1, LD2, and LD3 is input to an optical fiber by a condensing lens (not shown), and passes through a
コネクタ部25まで伝送されたレーザ光は、光ファイバ55,57によって、それぞれ内視鏡11の先端部33まで伝搬される。光ファイバ55,57を伝搬された青色レーザ光の一部は、内視鏡先端部33の光ファイバ55,57の光出射端に配置された発光部59に含まれる波長変換部材である蛍光体を励起して蛍光(緑色光)を発光させる。
The laser light transmitted to the
また、当該青色レーザ光のうちの残りの光は、そのまま発光部59を透過する。光ファイバ55,57を伝搬された赤色レーザ光は、発光部59に含まれる蛍光体を強く励起させることなく透過する。これにより、青色レーザ光によって発光された緑色の蛍光及び発光部59により吸収されず透過した青色レーザ光と、発光部59を透過した赤色レーザ光とが合わされて、白色の照明光となる。
Further, the remaining light of the blue laser light passes through the
また、光ファイバ55,57を伝搬された紫色レーザ光は、発光部59に含まれる蛍光体を強く励起させることなく透過して、狭帯域波長の照明光となる。
Further, the violet laser light propagated through the
青色レーザ光と赤色レーザ光と発光部59からの発光光とによる白色光、又は、紫色レーザ光による狭帯域光は、内視鏡11の先端部33の照明窓35,37から被検体の被観察領域に向けて照射される。照明光が照射された被観察領域からの反射光は、観察窓40後方に配置された対物レンズユニット39により撮像素子21に入射され、当該反射光に応じた撮像画像信号が撮像素子21から出力される。
White light generated by blue laser light, red laser light, and light emitted from the
撮像素子21から出力される撮像画像信号は、スコープケーブル61を通じて内視鏡11内のA/D変換器63に伝送されてここでデジタル信号に変換される。更に、撮像画像信号は、コネクタ部27を介してプロセッサ47の画像処理部65に入力される。そして、画像処理部65は、このデジタル信号を処理して、表示用、記憶用の画像データを生成する。
The captured image signal output from the
なお、光源制御部49は、通常観察時の照明光(上記白色光)と、光源LD1の狭帯域光とを所定の光量比で同時照射させることも可能である。このようにすることで、粘膜表層の毛細血管や微細模様を、周囲の画像と共により明瞭に表示させることができる。
Note that the light
以上のように、内視鏡装置100は、発光部59に含む蛍光体として赤色の蛍光をほとんど発しない(R蛍光体を含まない)ものを用いている。そして、R蛍光体を含まない発光部59を用いたことによる、照明窓35,37から出射される赤色光の強度不足を、光源装置45に設けられた赤色レーザ光源LD3によって補う構成である。
As described above, the
この構成において、発光部59に含まれるG蛍光体の濃度(発光部59全体に占めるG蛍光体の含有量)が調製されており、これにより、発光部59を透過する青色光と発光部59が発光する緑色光の強度とが略一致している。
In this configuration, the concentration of the G phosphor contained in the light emitting section 59 (the content of the G phosphor in the entire light emitting section 59) is prepared, whereby blue light transmitted through the
図3は、内視鏡に用いる光源と、この光源を用いて白色板に照明光を照射して撮影したときの撮像素子のRGB出力との関係を示したものである。 FIG. 3 shows the relationship between the light source used for the endoscope and the RGB output of the image sensor when the white plate is used to illuminate and illuminate the white plate.
光源としては、蛍光体を用いずにキセノンランプの光を照明窓から白色光として照射するXe光源と、本実施形態で説明した赤色光源、青色励起光源、及びG蛍光体(ここではYAG蛍光体)を含む発光部によって白色光を生成する(緑蛍光)光源とについて検討した結果を示している。 As a light source, a Xe light source that emits light of a xenon lamp as white light from a lighting window without using a phosphor, a red light source, a blue excitation light source, and a G phosphor (here, a YAG phosphor) described in the present embodiment The result of having examined about the (green fluorescence) light source which produces | generates white light with the light emission part containing) is shown.
なお、(緑蛍光)光源については、赤色レーザ光は照射しない状態で白色板を撮影したときのデータを示している。また、(緑蛍光)光源については、発光部に含まれるG蛍光体の濃度を変化させており、図3に示した“緑蛍光(濃度1)”から“緑蛍光(濃度4)”に向かうに従って、G蛍光体の濃度が高くなっていることを示している。具体的には、最も濃度の高い“緑蛍光(濃度4)”においてG蛍光体の濃度が約30%であり、“緑蛍光(濃度3)”において濃度が約28%、“緑蛍光(濃度2)”において濃度が約26%、“緑蛍光(濃度1)”において濃度が約24%である。また、図3では、全ての光源種別で撮像素子のG出力強度が1となるようにR出力強度、B出力強度を正規化している。 For the (green fluorescence) light source, data is shown when a white plate is photographed without irradiation with red laser light. For the (green fluorescence) light source, the concentration of the G phosphor contained in the light emitting section is changed, and the “green fluorescence (density 1)” shown in FIG. 3 moves toward “green fluorescence (density 4)”. 4 shows that the concentration of the G phosphor is increased. Specifically, in the “green fluorescence (concentration 4)” with the highest concentration, the concentration of the G phosphor is about 30%, in the “green fluorescence (concentration 3)”, the concentration is about 28%, and the “green fluorescence (concentration). 2) The density is about 26% in "" and the density is about 24% in "green fluorescence (density 1)". In FIG. 3, the R output intensity and the B output intensity are normalized so that the G output intensity of the image sensor becomes 1 for all light source types.
図3に示すように、内視鏡装置100においては、発光部59に含まれるG蛍光体の濃度が低いときには、撮像素子のRGB出力に大きな隔たりがある。そして、この濃度が上昇するにつれて、撮像素子のR出力はほとんど変化しないものの、G出力とB出力は近づいていく。“緑蛍光(濃度4)”のときにはG出力とB出力が略一致し、G出力とB出力に関しては、Xe光源を用いたときと同等の関係を得ることができる。
As shown in FIG. 3, in the
“緑蛍光(濃度1)”や“緑蛍光(濃度2)”のG蛍光体の濃度の条件では、発光部から出射される光の拡がり角が、蛍光光と青色光とでは青色光の方が散乱が少ないため狭くなり、結果面内色むらが生じる。蛍光光の拡がり角は、G蛍光体の濃度に対応して変わらないが、“緑蛍光(濃度3)”の濃度以上になると、青色光のG蛍光体における散乱が多くなり、青色光と蛍光光の拡がり角が近くなる。青色光と蛍光光の拡がり角が等しくなることは、特に、広角で観察する内視鏡では重要である。蛍光光の拡がり角を大きくするためには、蛍光体の粒度も重要であり、本実施形態においては、G蛍光体として粒径が約0.5〜5μmのものを用いている。 Under the conditions of the G phosphor concentration of “green fluorescence (concentration 1)” and “green fluorescence (concentration 2)”, the divergence angle of the light emitted from the light-emitting portion is such that the blue light is the fluorescent light and the blue light However, since the scattering is small, it becomes narrow, resulting in in-plane color unevenness. The divergence angle of the fluorescent light does not change according to the concentration of the G phosphor, but when the concentration is higher than the concentration of “green fluorescence (concentration 3)”, scattering of blue light in the G phosphor increases, and blue light and fluorescence The light divergence angle is close. It is particularly important for an endoscope that observes at a wide angle that the spread angles of blue light and fluorescent light become equal. In order to increase the divergence angle of the fluorescent light, the particle size of the phosphor is also important. In the present embodiment, a G phosphor having a particle size of about 0.5 to 5 μm is used.
なお、図3には示していないが、G蛍光体の濃度を“緑蛍光(濃度4)”のときよりも増やしていくと、今度は、B出力がR出力に近づいていき、B出力とG出力との差が大きくなる。内視鏡装置においては、白色光観察時の演色性を考慮すると、撮像素子のG出力とB出力とR出力は1:1:1が理想的である。このため、発光部59から出射されるG光とB光の出力が略一致するように、発光部59に含まれるG蛍光体の濃度を調製して発光部59を形成することで、良好な演色性を実現することができる。
Although not shown in FIG. 3, if the concentration of the G phosphor is increased as compared with the case of “green fluorescence (concentration 4)”, the B output approaches the R output this time. The difference from the G output increases. In the endoscope apparatus, considering the color rendering properties during white light observation, the G output, B output, and R output of the image sensor are ideally 1: 1: 1. For this reason, it is possible to form the
図4は、青色レーザ光の光量に対する発光部59から発する蛍光光量の比と、発光部59の発光効率との関係を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the ratio of the amount of fluorescent light emitted from the
青色レーザ光の光量に対する発光部59から発する蛍光光量の比は、発光部59に含まれるG蛍光体の濃度に対応する。つまり、この比が大きいほど、G蛍光体の濃度が高いことを示している。また、発光部59の発光効率とは、発光部59に入射した青色レーザ光のうちの何%が発光部59から出射されたかを示す値である。
The ratio of the amount of fluorescent light emitted from the
図4に示すように、G蛍光体の濃度が低いほど、発光部59の発光効率は向上する。図3に示した“緑蛍光(濃度4)”の光源における発光効率は約63%である。これに対し、G蛍光体と、主として黄色から赤色の光を発する蛍光体(R蛍光体)との混合によって発光部を形成し、撮像素子のG信号とB信号が略一致するように蛍光体の濃度を調製したときのデータは図4に示した符号40aであり、このときの発光効率は約58%である。
As shown in FIG. 4, the light emission efficiency of the
つまり、本実施形態のようにG蛍光体のみで発光部を形成し、G蛍光体の濃度を調製して発光部を形成した場合は、G蛍光体とR蛍光体の2種類の蛍光体で発光部を形成した場合に対して、演色性を同等にしながら、発光効率を上昇させることができる。このことから、本実施形態における発光部59は、発光部59から出射されるB光とG光の強度が略一致するように、G蛍光体の濃度が調製されたものとなっている。
That is, when the light emitting part is formed only with the G phosphor as in this embodiment, and the light emitting part is formed by adjusting the concentration of the G phosphor, the two kinds of phosphors, the G phosphor and the R phosphor, are used. As compared with the case where the light emitting portion is formed, the luminous efficiency can be increased while the color rendering properties are made equal. For this reason, in the
なお、本実施形態の内視鏡装置100は、発光部59が赤色蛍光をあまり発せず、光源LD3によって赤色光の光量を補う構成である。このため、光源LD3の出力を制御することで、白色光観察時における撮像素子21のRGB出力比を1:1:1に近づけることが可能である。この結果、R光の演色性についてもXe光源と同等かそれ以上のものを確保することが可能である。
Note that the
図5は、内視鏡装置100において白色光照明を行うときに発光部59から出射される光の特性を示した図である。図5において横軸は波長を示し、縦軸は光強度を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating characteristics of light emitted from the
図5には、B光強度とG光強度とが略一致するようにG蛍光体の濃度を調製して形成した発光部59を用いたときの特性を符号50Aで示した。また、発光部59の代わりに、G蛍光体とR蛍光体の混合によって形成した発光部であって、B光強度とG光強度とが略一致するようにG蛍光体とR蛍光体の濃度を調製して形成した発光部を用いたときの特性を符号50Bで示した。
In FIG. 5, the reference numeral 50 </ b> A indicates a characteristic when the
なお、符号50Aは、光源LD1,LD3から光を照射したときの特性を示し、符号50Bは、光源LD1のみから光を照射したときの特性を示している。
図5から分かるように、内視鏡装置100によれば、蛍光体としてG蛍光体とR蛍光体の2種類を用いる場合よりも、波長600nm以上の赤色光の強度を低くすることができる。また、赤色レーザ光源LD3が設けられていることにより、赤色光の強度低下分を波長635nmの強度によって十分に補うことができる。また、波長455nm〜600nmの範囲では、蛍光体としてG蛍光体とR蛍光体の2種類を用いる場合よりも光の強度が上がっている。このデータからもわかるように、内視鏡装置100によれば、発光部59の発光効率を向上させることができ、内視鏡先端部33での発熱を抑えることが可能になる。R蛍光体は、長波長側(赤外)の通常の診断には寄与しない無駄な光を発するものがあり、このようなR蛍光体を用いると、内視鏡先端部の発熱や診断対象の温度上昇が懸念される。しかし、内視鏡装置100では、内視鏡先端部の発熱や診断対象の温度上昇を招く長波長の光の強度が低い発光部を用いているため、この点からも、内視鏡先端部の発熱や診断対象の温度上昇を抑えることができる。
As can be seen from FIG. 5, according to the
以上のように、内視鏡装置100によれば、発光部59を構成する蛍光体としてG蛍光体だけを用いているため、青色レーザ光に対するストークスロスを減少させることができる。この結果、発光効率を向上させることができ、内視鏡先端部33での発熱を抑えることができる。また、赤色光を補うための赤色レーザ光の出力は、蛍光体を発光させるよりは低くてすむため、システム全体のエネルギー効率を高めることができる。
As described above, according to the
また、発光部59は、発光部59から出射されるB光とG光の強度が略一致するように、発光効率を多少犠牲にしてG蛍光体の濃度が調製されている。しかし、発光効率を犠牲にしても、内視鏡装置100によれば、G蛍光体とR蛍光体を用いて発光部を形成したときよりも発光効率を向上させることができる。このため、演色性については、Xe光源等と同等のものを実現しながら、G蛍光体とR蛍光体を含む発光部を用いるときよりも発光効率の向上を図ることができる。
In addition, in the
また、内視鏡装置100は、赤色レーザ光源LD3によって赤色光を補助する構成であるが、赤色レーザ光源LD3から出射される光は直進性が高く拡散しにくい。このため、照明窓35から照明される照明エリアの不均一性が懸念される。しかし、内視鏡装置100によれば、発光部59のG蛍光体の濃度が高めに調製されているため、青色励起光と同様にRの出射光が発光部59により拡散されやすくなり、照明エリアを均一化することが可能である。発光部に含まれる蛍光体の濃度と、発光部における光の散乱特性とには相関関係があり、蛍光体の濃度が上がるほど、散乱特性が改善される傾向にある。このように、内視鏡装置100によれば、発光部59の発光効率の向上と、発光部59に含まれるG蛍光体の濃度が高いことによる照明エリアの均一化と、発光部59に含まれるG蛍光体の濃度が調製されていることによる演色性の向上とを共に達成することができる。
In addition, the
また、内視鏡装置100によれば、発光部59のG蛍光体の濃度が高くなることによる散乱特性の向上という効果が得られるため、光を散乱させるための光散乱部であるガラスやアルミナのビーズ等からなるフィラーを発光部59に混在させなくとも、散乱特性を十分に良好なものにすることができる。発光部59にフィラーを混在させなくてよいことにより、製造コストを削減することができる。
Moreover, according to the
可視域の中で長波長の赤色は、生体内での吸収が少なく、生体内部における散乱の影響でぼやけて見える。特に、照明光の波長によって、生体内部における侵入深さや散乱の程度が変わるために、580nm〜750nm程度の発光幅の広い光では解像度を確保しづらい。このような現象に対し、内視鏡装置100によれば、発光波長幅の狭い赤色レーザ光を用いているため、良好な解像度を得ることができる。その結果、新生血管が過多となっている領域や反射率の差が大きい領域を、より遠くから発見することができる。
In the visible region, red having a long wavelength has little absorption in the living body and appears blurred due to scattering inside the living body. In particular, since the penetration depth and the degree of scattering inside the living body vary depending on the wavelength of the illumination light, it is difficult to ensure resolution with light having a wide emission width of about 580 nm to 750 nm. With respect to such a phenomenon, according to the
内視鏡装置100は、白色照明を行う際に、発光色の異なる2つの光源LD2,LD3を用いる。そこで、白色光の出力を安定にするために、光源LD2,LD3から出射させる光の光量比を高精度に制御することが好ましい。
The
図6は、図2に示す内視鏡装置の変形例を示す図である。図6に示した内視鏡装置200は、カプラ81と光検出部82を光源装置45に追加した点を除いては、図2と同じ構成である。
FIG. 6 is a view showing a modification of the endoscope apparatus shown in FIG. The
カプラ81は、カプラ53で分波された2つの光の一方を更に2つに分ける。カプラ81は、例えば、入射された光のうちの95%をコネクタ25に入射し、残りの5%を光検出部82に入射する。
The
光検出部82は、カプラ81から入射された光の青色成分と赤色成分の光量を検出する。例えば、波長445nmに感度を有する光センサと、波長635nmに感度を有する光センサとにより、カプラ81から入射された光の青色成分と赤色成分の光量を検出する。
The
内視鏡装置200の制御部69は、光検出部82によって検出された青色光量と赤色光量に基づいて、光源LD2と光源LD3の各々の発光量が一定になるように制御する。
The
以上のような構成にすることで、照明窓35から白色光を安定的に照射することができるようになり、色調変化による診断精度の低下を防ぐことができる。
With the configuration as described above, it becomes possible to stably irradiate white light from the
なお、内視鏡装置100,200において、光源LD1は必須ではなく、省略してもよい。
In the
また、図2、図6では、赤色レーザ光源LD3の出射光を、発光部59を通して照明窓35から出射させるものとしているが、これに限らない。例えば、赤色光専用の照明窓を先端部33に追加し、この照明窓に赤色レーザ光源LD3の出射光を導く構成としてもよい。
2 and 6, the emitted light of the red laser light source LD3 is emitted from the
図2、図6のような構成によれば、白色照明光を構成するR光、G光、B光が全て発光部59から出射されることになるため、色むらが生じにくく、特に拡大撮影時にも色むらが生じないという利点がある。
2 and 6, the R light, G light, and B light constituting the white illumination light are all emitted from the
以上説明したように、本明細書には以下の事項が開示されている。 As described above, the following items are disclosed in this specification.
開示された内視鏡装置は、被検体に挿入される内視鏡挿入部と、前記内視鏡挿入部の先端部に設けられる蛍光体を含む発光部と、前記先端部に光を供給する第一の半導体光源及び第二の半導体光源とを備え、前記第一の半導体光源は、青色光を前記発光部に照射するためのものであり、前記第二の半導体光源は、赤色光を出射するものであり、前記発光部は、前記青色光を励起光として、主として緑色光を発光する1種類の蛍光体によって形成されており、前記発光部に占める前記蛍光体の含有量は、前記発光部から発光される緑色光の強度と前記発光部を透過する前記第一の半導体光源からの青色光の強度とが略一致するように決められているものである。 The disclosed endoscope apparatus supplies an endoscope insertion portion to be inserted into a subject, a light emitting portion including a phosphor provided at a distal end portion of the endoscope insertion portion, and light to the distal end portion. A first semiconductor light source and a second semiconductor light source, wherein the first semiconductor light source is for irradiating the light emitting part with blue light, and the second semiconductor light source emits red light. The light emitting part is formed of one type of phosphor that emits mainly green light using the blue light as excitation light, and the content of the phosphor in the light emitting part is the light emission The intensity of the green light emitted from the light emitting portion and the intensity of the blue light from the first semiconductor light source that passes through the light emitting portion are determined to be substantially the same.
開示された内視鏡装置は、前記発光部が光を散乱させるための光散乱部を含まないものである。 The disclosed endoscope apparatus does not include a light scattering unit for the light emitting unit to scatter light.
開示された内視鏡装置は、前記第二の半導体光源が前記発光部に前記赤色光を照射するものであるものを含む。 The disclosed endoscope apparatus includes one in which the second semiconductor light source irradiates the red light to the light emitting unit.
開示された内視鏡装置は、前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれレーザダイオードであるものを含む。 In the disclosed endoscope apparatus, the first semiconductor light source and the second semiconductor light source are each a laser diode.
開示された内視鏡装置は、前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれ発光ダイオードであるものを含む。 In the disclosed endoscope apparatus, the first semiconductor light source and the second semiconductor light source are each a light emitting diode.
開示された内視鏡装置の製造方法は、被検体に挿入される内視鏡挿入部と、前記内視鏡挿入部の先端部に設けられる蛍光体を含む発光部と、前記先端部に光を供給する第一の半導体光源及び第二の半導体光源とを備える内視鏡装置の製造方法であって、前記第一の半導体光源は、前記発光部に青色光を照射するためのものであり、前記第二の半導体光源は、赤色光を出射するものであり、前記発光部を、前記青色光を励起光として、主として緑色光を発光する1種類の蛍光体を用いて形成すると共に、前記発光部に占める前記蛍光体の含有量を、前記発光部から発光される緑色光の強度と前記発光部を透過する前記第一の半導体光源からの青色光の強度とが略一致するように調製するものである。 The disclosed method for manufacturing an endoscope apparatus includes: an endoscope insertion portion that is inserted into a subject; a light emitting portion that includes a phosphor provided at a distal end portion of the endoscope insertion portion; A first semiconductor light source and a second semiconductor light source, the first semiconductor light source for irradiating the light emitting part with blue light The second semiconductor light source emits red light, and the light-emitting portion is formed using one type of phosphor that mainly emits green light using the blue light as excitation light, and The phosphor content in the light emitting part is adjusted so that the intensity of the green light emitted from the light emitting part and the intensity of the blue light from the first semiconductor light source that passes through the light emitting part are substantially the same. To do.
開示された内視鏡装置の製造方法は、前記発光部に光を散乱させるための光散乱部を混在させずに前記発光部を形成するものである。 In the disclosed method for manufacturing an endoscope apparatus, the light emitting unit is formed without mixing a light scattering unit for scattering light in the light emitting unit.
開示された内視鏡装置の製造方法は、前記第二の半導体光源は、前記発光部に前記赤色光を供給するものであるものを含む。 In the disclosed method for manufacturing an endoscope apparatus, the second semiconductor light source supplies the red light to the light emitting unit.
開示された内視鏡装置の製造方法は、前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれレーザダイオードであるものを含む。 In the disclosed method for manufacturing an endoscope apparatus, the first semiconductor light source and the second semiconductor light source are each a laser diode.
開示された内視鏡装置の製造方法は、前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれ発光ダイオードであるものを含む。 In the disclosed method for manufacturing an endoscope apparatus, the first semiconductor light source and the second semiconductor light source are each a light emitting diode.
100 内視鏡装置
19 内視鏡挿入部
33 先端部
59 蛍光体
LD2 青色レーザ光源
LD3 赤色レーザ光源
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記内視鏡挿入部の先端部に設けられる蛍光体を含む発光部と、
前記先端部に光を供給する第一の半導体光源及び第二の半導体光源とを備え、
前記第一の半導体光源は、青色光を前記発光部に照射するためのものであり、
前記第二の半導体光源は、赤色光を出射するものであり、
前記発光部は、前記青色光を励起光として、主として緑色光を発光する1種類の蛍光体によって形成されており、
前記発光部に占める前記蛍光体の含有量は、前記発光部から発光される緑色光の強度と前記発光部を透過する前記第一の半導体光源からの青色光の強度とが略一致するように決められている内視鏡装置。 An endoscope insertion portion to be inserted into the subject;
A light emitting unit including a phosphor provided at a distal end of the endoscope insertion unit;
A first semiconductor light source and a second semiconductor light source for supplying light to the tip,
The first semiconductor light source is for irradiating the light emitting part with blue light,
The second semiconductor light source emits red light,
The light emitting unit is formed of a single type of phosphor that mainly emits green light using the blue light as excitation light,
The phosphor content in the light emitting part is such that the intensity of the green light emitted from the light emitting part and the intensity of the blue light from the first semiconductor light source that passes through the light emitting part substantially coincide. Endoscope equipment that has been decided.
前記発光部は、光を散乱させるための光散乱部を含まない内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 1,
The said light emission part is an endoscope apparatus which does not contain the light-scattering part for scattering light.
前記第二の半導体光源は、前記発光部に前記赤色光を照射するものである内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to claim 1 or 2,
The second semiconductor light source is an endoscope apparatus that irradiates the red light to the light emitting unit.
前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれレーザダイオードである内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An endoscope apparatus in which each of the first semiconductor light source and the second semiconductor light source is a laser diode.
前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれ発光ダイオードである内視鏡装置。 The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An endoscope apparatus in which each of the first semiconductor light source and the second semiconductor light source is a light emitting diode.
前記第一の半導体光源は、前記発光部に青色光を照射するためのものであり、
前記第二の半導体光源は、赤色光を出射するものであり、
前記発光部を、前記青色光を励起光として、主として緑色光を発光する1種類の蛍光体を用いて形成すると共に、前記発光部に占める前記蛍光体の含有量を、前記発光部から発光される緑色光の強度と前記発光部を透過する前記第一の半導体光源からの青色光の強度とが略一致するように調製する内視鏡装置の製造方法。 An endoscope insertion portion to be inserted into a subject; a light emitting portion including a phosphor provided at a distal end portion of the endoscope insertion portion; a first semiconductor light source that supplies light to the distal end portion; A method for manufacturing an endoscope apparatus including a semiconductor light source,
The first semiconductor light source is for irradiating the light emitting part with blue light,
The second semiconductor light source emits red light,
The light emitting part is formed using one type of phosphor that mainly emits green light using the blue light as excitation light, and the phosphor content in the light emitting part is emitted from the light emitting part. A method of manufacturing an endoscope apparatus in which the intensity of green light and the intensity of blue light from the first semiconductor light source that passes through the light-emitting portion are substantially matched.
前記発光部に光を散乱させるための光散乱部を混在させずに前記発光部を形成する内視鏡装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the endoscope apparatus according to claim 6,
A method of manufacturing an endoscope apparatus, wherein the light emitting unit is formed without mixing a light scattering unit for scattering light in the light emitting unit.
前記第二の半導体光源は、前記発光部に前記赤色光を供給するものである内視鏡装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the endoscope apparatus according to claim 6 or 7,
The method of manufacturing an endoscope apparatus, wherein the second semiconductor light source supplies the red light to the light emitting unit.
前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれレーザダイオードである内視鏡装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the endoscope apparatus according to any one of claims 6 to 8,
The method for manufacturing an endoscope apparatus, wherein the first semiconductor light source and the second semiconductor light source are each laser diodes.
前記第一の半導体光源及び前記第二の半導体光源は、それぞれ発光ダイオードである内視鏡装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the endoscope apparatus according to any one of claims 6 to 8,
The first semiconductor light source and the second semiconductor light source are each a manufacturing method of an endoscope apparatus that is a light emitting diode.
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