JP2005342034A

JP2005342034A - 内視鏡用光源装置

Info

Publication number: JP2005342034A
Application number: JP2004162233A
Authority: JP
Inventors: Minoru Murayama; 稔村山; Masahiko Sasaki; 雅彦佐々木
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】光路中に配置されるダイクロイックミラーやホイールのサイズを小さく抑え、ライトガイドのＮＡに合わせた入射角度で白色光、励起光をライトガイドに入射させること。
【解決手段】内視鏡用光源装置１は、白色光源１０、白色光をほぼ平行光束にするリフレクタ１１、平行光にされた白色光の瞳倍率を縮小するアフォーカル光学系２０、瞳倍率が縮小された白色光を集光させてライトガイド４０に入射させる集光レンズ３０、励起光を発する半導体レーザー５０、カップリングレンズ５１、励起光用ライトガイド５２、励起光用ライトガイド５２から射出する励起光を平行光にするコリメートレンズ５３を備えている。白色光の光路と励起光の光路とをダイクロイックミラー６１により合成している。アフォーカル光学系２０とダイクロイックミラー６１との間には、回転ホイール６２が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡により、体腔壁を可視光による通常観察と、体腔壁の生体組織を励起することによって発生する自家蛍光による蛍光観察とを可能とするため、可視光及び励起光を発生して内視鏡のライトガイドに入射させる内視鏡用光源装置に関する。

この種の内視鏡用光源装置は、例えば特許文献１及び２に開示されている。特許文献１の図１には、それぞれ平行な白色光、励起光を発する白色光源２１及び励起光源２２、これらの光源からの光の光路を合成するダイクロイックミラー２４、ＲＧＢの各色フィルターを備えたホイールＷ、平行なＲＧＢの各色光、励起光を集光させて内視鏡のライトガイド１２に入射させる集光レンズＣを備えている。

また、特許文献２の図２には、それぞれ平行な白色光、励起光を発する白色光源部２１及び励起光源部２２、これらの光源部からの光をそれぞれ収束光とする集光レンズＣ１，Ｃ２、収束光の光路中でこれらの光路を合成するプリズム２６を備えている。ライトガイド１３の端面には、調整レンズ１３ａが設けられており、収束する白色光、励起光をさらに屈折させてライトガイド１３に入射させている。
特開２００２−６５６０２号公報図１特開２００３−６１９０９号公報図２

光路中に配置されるダイクロイックミラーやホイールは光束径より大きくなければならないが、特許文献１に開示された光源装置では、ダイクロイックミラー２４やホイールＷが光束径の大きい部分に配置されているため、これらの素子のサイズが大きくなるという問題がある。

また、特許文献２に開示された光源装置では、収束光中にプリズム２６、ホイール２４，２５，２８を配置するためのスペースを確保しなければならないため、集光レンズＣ１，Ｃ２の焦点距離を長くしてバックフォーカスを大きく確保しなければならず、収束角度が小さくなり、調整レンズ１３ａが設けられていない場合には、ライトガイド１３の開口数(NA)に合わせて集光させるのが困難となる。内視鏡のライトガイドには、このような調整レンズが設けられたものと、設けられていないものとがあり、特許文献２の光源装置は、調整レンズが設けられていないライトガイドに対してはＮＡに合わせた角度で入射させることができない。ライトガイドからの射出光は入射角とほぼ同一の角度で射出するため、入射角度が小さくなると、体腔内での照射範囲が狭くなるという問題がある。また、集光レンズＣ１、Ｃ２で集光されるスポットが大きいため、調整レンズがない場合はライトガイドに取り込める光量が少なくなり、調整レンズを設ける場合では調整レンズが大きくなるという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光路中に配置されるダイクロイックミラーやホイールのサイズを小さく抑えることができ、しかも、ライトガイドのＮＡに合わせた入射角度で可視光、励起光をライトガイドに入射させることができる内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる内視鏡用光源装置は、体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するためのものであり、可視光を発する可視光源と、可視光源から発した可視光をほぼ平行光束にする収斂光学系と、収斂光学系により平行光にされた可視光の瞳倍率を縮小するアフォーカル光学系と、アフォーカル光学系により瞳倍率が縮小された可視光を集光させてライトガイドに入射させる集光レンズと、励起光を発する励起光源と、アフォーカル光学系と集光レンズとの間に配置され、励起光源から発した励起光の光路と可視光の光路とを合成する光路合成素子とを備えることを特徴とする。

また、上記の収斂光学系とアフォーカル光学系との組み合わせに代えて、可視光源から発した可視光を光軸方向に集光する楕円鏡と、楕円鏡により集光された可視光をほぼ平行な光束とする正レンズ系とを設けてもよい。

上記の収斂光学系とアフォーカル光学系との組み合わせを用いる場合には、以下の条件(１)、(２)を満たすことが望ましい。一方、楕円鏡と正レンズ系との組み合わせを用いる場合には、以下の条件(３)、(４)を満たすことが望ましい。
(１) 0.35 < |m₁| < 0.70
(２) 1.4 < L₁/ f₂ < 7.0
(３) 0.25 < m₂ < 0.60
(４) 1.4 < L₂/ f₂ < 7.0
ただし、
m₁：アフォーカル光学系の瞳倍率、
L₁：アフォーカル光学系と集光レンズとの間隔、
f₂：集光レンズの焦点距離、
m₂：正レンズ系のライトガイド側の面での軸上光束径を楕円鏡の開口部の直径で割った商として表される縮小倍率、
L₂：正レンズ系と集光レンズとの間隔である。

また、励起光源としては、半導体レーザーを用いることができる。この場合、半導体レーザーと光路合成素子との間に、半導体レーザーから発した励起光を平行光束にするコリメートレンズを設ける必要がある。

さらに、上記の光路合成素子としては、特定の波長以上の光を透過させて特定の波長以下の光を反射させるダイクロイックミラー、または、特定波長以上の光を反射させて特定波長以下の光を透過させるダイクロイックミラーを用いることができる。

請求項１又は３の構成によれば、光束径が縮小された後の光路中に光路合成素子が配置されるため、光路合成素子のサイズを小さくすることができる。また、光路合成素子の後段に集光レンズが設けられているため、この集光レンズのパワーを適宜選択することにより、ライトガイドのＮＡに合わせて光束のライトガイドへの入射角度を設定することができる。

また、条件(１)を満たすことにより、収斂光学系とアフォーカル光学系との組み合わせにおいて、光量損失の増大を防ぎつつ、光路合成素子が配置される部分の光束径を小さく抑えることができる。条件(２)又は(４)を満たすことにより、光量損失の増大を防ぎつつ、光路合成素子等を配置するスペースを確保することができる。さらに、条件(３)を満たすことにより、楕円鏡と正レンズ系との組み合わせにおいて、集光レンズとライトガイドとの間隔を確保しつつ、光量損失の増大を防ぎ、光路合成素子が配置される部分の光束径を小さく抑えることができる。

請求項４のように励起光源として半導体レーザーを用いた場合には、半導体レーザーを直接オンオフすることにより励起光のオンオフを切り替えることができ、別部材としてシャッターを設ける必要がない。

請求項５のように光路合成素子としてダイクロイックミラーを用いた場合には、特定波長を励起光の波長の上限に設定することにより、ハーフミラー等を用いた場合と比較して、光量の損失を抑えつつ光路を合成することができる。

以下、本発明にかかる内視鏡用光源装置の実施例を５例、図面に基づいて説明する。いずれの実施例の光源装置も、体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するためのものである。

図１は、実施例１に係る内視鏡用光源装置１の光学系を示す説明図である。実施例１の内視鏡用光源装置１は、可視光である白色光を発する白色(可視)光源(放電管ランプ)１０と、白色光源１０から発した白色光をほぼ平行光束にする収斂光学系であるリフレクタ(放物面鏡)１１と、このリフレクタ１１により平行光にされた白色光の瞳倍率を縮小するアフォーカル光学系２０と、アフォーカル光学系２０により瞳倍率が縮小された白色光を集光させてライトガイド４０に入射させる集光レンズ３０とを備えている。

また、内視鏡用光源装置１は、励起光を発する励起光源としての半導体レーザー５０と、この半導体レーザー５０から発した発散光を集光させるカップリングレンズ５１と、集光された励起光を伝達する励起光用ライトガイド５２と、励起光用ライトガイド５２から射出する励起光を平行光にするコリメートレンズ５３とを備えている。なお、励起光は、生体の自家蛍光を励起する紫外域側の短波長の光である。

白色光源１０からライトガイド４０までの光路は直線的であり、この光路に対して垂直に交差する励起光の光路を、光路合成素子であるダイクロイックミラー６１により合成している。すなわち、ダイクロイックミラー６１は、アフォーカル光学系２０と集光レンズ３０との間に配置され、励起光源から発した励起光の光路と白色光の光路とを合成する。ダイクロイックミラー６１は、この例では、特定の波長以上の光を透過させて特定の波長以下の光を反射させる特性を有し、これにより白色光の大部分を透過させ、励起光を反射させる。

白色光源１０とアフォーカル光学系２０との間には、赤外線をカットして可視光を透過させる赤外カットフィルタ１２が配置されている。アフォーカル光学系２０は、１枚の正レンズから構成される第１群２１と、２枚の正レンズから構成される第２群２２とから成るケプラー型の配置であり、白色光源１０から発した白色光の径を縮小する。

そして、アフォーカル光学系２０とダイクロイックミラー６１との間には、白色光を断続的にオンオフするためのシャッターである回転ホイール６２が配置されている。回転ホイール６２は、図２に平面形状を示すように、中心角９０°の扇形の窓６２ａが中心を軸として点対称に２箇所形成されている。窓６２ａのサイズは、白色光の径より大きく設定されており、モータ６３を駆動して回転ホイール６２を回転させることにより、白色光が断続的にオンオフされる。なお、ダイクロイックミラー６１、回転ホイール６２及びモータ６３は、ユニット６０として図１中の上下方向に一体にスライド可能に構成されており、図１に示した光路中に配置された位置と、光路から待避させた位置との間で切替が可能である。

上記のように、リフレクタ１１により平行光とした白色光の瞳径をアフォーカル光学系２０により縮小する場合には、各光学素子は以下の条件(１)、(２)を満たすよう設定される。
(１) 0.35 < |m₁| < 0.70
(２) 1.4 < L₁/ f₂ < 7.0
ただし、
m₁：アフォーカル光学系の瞳倍率、
L₁：アフォーカル光学系と集光レンズとの間隔、
f₂：集光レンズの焦点距離である。

条件(１)は、白色光と励起光の光路を合成する部分の光束径を規定する。条件(１)を満たすことにより、光量損失の増大を防ぎつつ、光路合成素子が配置される部分の光束径を小さく抑えることができ、したがって、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズを小さくすることができる。瞳倍率の絶対値が0.35より小さくなると、アフォーカル光学系２０より白色光源１０側の光束径に対して光路合成部分の光束径が小さくなり過ぎ、光量の損失が大きくなる。他方、瞳倍率の絶対値が0.70より大きくなると、光路合成部分の光束径が大きくなり、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズが大きくなる。

条件(２)は、白色光と励起光の光路を合成する素子を配置する光路の長さを規定する。条件(２)を満たすことにより、光量損失の増大を防ぎつつ、ダイクロイックミラー６１等を配置するスペースを確保することができる。上記の比が1.4より小さくなると、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２を配置するスペースを確保するのが困難になる。他方、比が7.0より大きくなると、光路長が過大となり，光量の損失が大きくなる。

実施例１では、アフォーカル光学系２０の第１群２１の焦点距離f₁₁ = 25.0mm、第２群２２の焦点距離f₁₂ = 12.7mm、集光レンズ３０の焦点距離f₂= 12.1mm、アフォーカル光学系２０と集光レンズ３０との間隔L₁ = 40mmである。したがって、|m₁| = f₁₂ / f₁₁ = 0.51、L₁ / f₂ = 3.31となり、条件(１)及び(２)を共に満たしている。なお、アフォーカル光学系２０の第１群２１と，集光レンズ３０とは非球面レンズである。

実施例１の構成によれば、アフォーカル光学系２０により光束径が縮小された後の光路中にダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２が配置されるため、これらの素子のサイズを小さくすることができる。また、ダイクロイックミラー６１の後段に集光レンズ３０が設けられているため、この集光レンズ３０のパワーを適宜選択することにより、ライトガイド４０のＮＡに合わせて光束のライトガイド４０への入射角度を設定することができる。

内視鏡用光源装置１に接続されたライトガイド４０は、図示せぬ内視鏡装置の挿入部を通して内視鏡先端に達し、配光レンズを介して体腔内に白色光、励起光を照射する。内視鏡装置には、撮像素子が備えられ、白色光により照明された体腔内の画像と、励起光により励起された組織が発する自家蛍光による画像とを撮影する。通常の観察時には、内視鏡用光源装置１から白色光を連続的に発光させ、白色光により照明された体腔内の画像をカラー撮影し、これをモニタに表示する。一方、自家蛍光を観察する際には、蛍光画像と参照画像とを交互に撮影し、内視鏡装置内の演算回路で蛍光画像のデータと参照画像のデータを演算することにより、病変部の強調された特定画像を生成し、これをモニタに表示する。

内視鏡用光源装置１内では、自家蛍光の観察時には、ユニット６０は図１に示す位置に設定され、撮像素子の撮影タイミングに同期してモータ６３を駆動して回転ホイール６２を回転させると共に、半導体レーザー５０のオンオフを切り替える。すなわち、回転ホイール６２の窓６２ａが光路中に位置するタイミング(白色光が透過するタイミング)では、半導体レーザー５０をオフする。白色光源１０から発した白色光は、ダイクロイックミラー６１を透過してライトガイド４０に入射する。一方、回転ホイール６２の窓以外の部分が光路中に位置するタイミング(白色光が遮断されるタイミング)では、半導体レーザー５０をオンする。半導体レーザー５０からの励起光は、ダイクロイックミラー６１で反射され、ライトガイド４０に入射する。

一方、通常の観察時には、白色光源１０を連続的に点灯し、半導体レーザー５０をオフにして、ユニット６０を図１中の下側にスライドさせてダイクロイックミラー６１と回転ホイール６２とを光路中から待避させる。白色光でのカラー画像撮影時に白色光の光路にダイクロイックミラー６１が配置されていると、白色光に含まれる短波長側の成分がダイクロイックミラー６１により反射されてライトガイド４０に入射せず、撮像素子により撮影された画像データの色再現性が悪化する。また、通常の観察時に回転ホイール６２を光路中に配置するには、窓６２ａが光路に一致する位置で回転ホイール６２を停止させる必要があるが、モータ６３により停止位置を厳密に制御するのは困難である。

そこで、通常の観察時には、ダイクロイックミラー６１と回転ホイール６２とを一体のユニット６０として光路から待避させる必要がある。また、このようにユニット６０をスライド可能とする場合、駆動系の負荷を小さくし、光源装置内の占有スペースを小さくするためには、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２はできる限り小型化することが望ましい。上記の実施例１の構成によれば、光路合成部分の光束径を小さくできるため、このような要請にも応えることができる。

図３は、実施例２に係る内視鏡用光源装置２の光学系を示す説明図である。実施例２の内視鏡用光源装置２は、実施例１の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例１との相違点は、励起光源である半導体レーザー５０が励起光用ライトガイドを介さずに直接コリメートレンズ５３に励起光を入射させる点と、アフォーカル光学系２０を構成する第２群２２が１枚の正レンズから構成される点である。

実施例２では、アフォーカル光学系２０の第１群２１の焦点距離f₁₁ = 25.0mm、第２群２２の焦点距離f₁₂ = 15.0mm、集光レンズ３０の焦点距離f₂= 12.4mm、アフォーカル光学系２０と集光レンズ３０との間隔L₁ = 55mmである。したがって、|m₁| = f₁₂ / f₁₁ = 0.60、L₁ / f₂ = 4.44となり、条件(１)及び(２)を共に満たしている。なお、アフォーカル光学系２０の第１群２１及び第２群２２と，集光レンズ３０と、コリメートレンズ５３とは非球面レンズである。

実施例２の構成によっても、光路合成部分での光束径を小さく抑えることができ、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズを小さくすることができる。また、集光レンズ３０のパワーを適宜選択することにより、ライトガイド４０のＮＡに合わせて光束のライトガイド４０への入射角度を設定することができる。

図４は、実施例３に係る内視鏡用光源装置３の光学系を示す説明図である。実施例３の内視鏡用光源装置３は、実施例１の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例１との相違点は、アフォーカル光学系２０が１枚の正レンズから構成される第１群２１と、１枚の負レンズから構成される第２群２２とから成るガリレオ型の配置である点である。

実施例３では、アフォーカル光学系２０の第１群２１の焦点距離f₁₁ = 60.2mm、第２群２２の焦点距離f₁₂ = −30.1mm、集光レンズ３０の焦点距離f₂= 12.0mm、アフォーカル光学系２０と集光レンズ３０との間隔L₁ = 42mmである。したがって、|m₁| = f₁₂ / f₁₁ = 0.50、L₁ / f₂ = 3.50となり、条件(１)及び(２)を共に満たしている。なお、集光レンズ３０は非球面レンズである。

実施例３の構成によっても、光路合成部分での光束径を小さく抑えることができ、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズを小さくすることができる。また、集光レンズ３０のパワーを適宜選択することにより、ライトガイド４０のＮＡに合わせて光束のライトガイド４０への入射角度を設定することができる。

図５は、実施例４に係る内視鏡用光源装置４の光学系を示す説明図である。実施例４の内視鏡用光源装置４は、白色光を発する白色光源(放電管ランプ)１０と、白色光源１０から発した白色光を光軸方向に集光するリフレクタ(楕円鏡)１３と、このリフレクタ１３により集光された白色光をほぼ平行光にする正レンズ系７０と、正レンズ系７０により平行光とされた白色光を集光させてライトガイド４０に入射させる集光レンズ３０とを備えている。

また、内視鏡用光源装置４は、励起光を発する励起光源としての半導体レーザー５０と、この半導体レーザー５０から発した発散光を集光させるカップリングレンズ５１と、集光された励起光を伝達する励起光用ライトガイド５２と、励起光用ライトガイド５２から射出する励起光を平行光にするコリメートレンズ５３とを備えている。

白色光源１０と正レンズ系７０との間には、赤外線をカットして可視光を透過させる赤外カットフィルタ１２が配置されている。正レンズ系７０は、２枚の正レンズにより構成される。そして、正レンズ系７０と集光レンズ３０との間には、白色光の光路と励起光の光路とを合成するダイクロイックミラー６１が配置され、このダイクロイックミラー６１と正レンズ系７０との間には、白色光を断続的にオンオフするためのシャッターである回転ホイール６２が配置されている。

ダイクロイックミラー６１、回転ホイール６２及び回転ホイール６２を駆動するモータ６３は、ユニット６０として図５中の上下方向に一体にスライド可能に構成されており、図５に示した光路中に配置された位置と、光路から待避させた位置との間で切替が可能である。

上記のように、楕円鏡であるリフレクタ１３により集光された白色光を正レンズ系により平行光にする場合には、各光学素子は以下の条件(３)、(４)を満たすよう設定される。
(３) 0.25 < m₂ < 0.60
(４) 1.4 < L₂ / f₂< 7.0
ただし、
m₂：正レンズ系のライトガイド側の面での軸上光束径を楕円鏡の開口部の直径で割った商として表される縮小倍率、
L₂：正レンズ系と集光レンズとの間隔、
f₂：集光レンズの焦点距離である。

条件(３)は、白色光と励起光の光路を合成する部分の光束径を規定する。条件(３)を満たすことにより、光量損失の増大を防ぎつつ、光路合成素子が配置される部分の光束径を小さく抑えることができ、したがって、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズを小さくすることができる。縮小倍率が0.25より小さくなると、正レンズ系と集光レンズの間の光束径が小さくなり過ぎて光量の損失が大きくなり、また、集光レンズからライトガイドへの間隔も短くなるので，組立てや部品の配置が困難になる。他方、縮小倍率が0.60より大きくなると、光路合成部分の光束径が大きくなり、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズが大きくなる。

条件(４)は、条件(２)と共通であり、白色光と励起光の光路を合成する素子を配置する光路の長さを規定する。条件(４)を満たすことにより、光量損失の増大を防ぎつつ、ダイクロイックミラー６１等を配置するスペースを確保することができる。上記の比が1.4より小さくなると、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２を配置するスペースを確保するのが困難になる。他方、比が7.0より大きくなると、光路長が過大となり，光量の損失が大きくなる。

実施例４では、リフレクタ１３の開口部の直径D_L = 28.5mm、正レンズ系７０のライトガイド側の面での軸上光束の直径D₂ = 10.1mm、正レンズ系７０の焦点距離f₁ = 9.7mm、集光レンズ３０の焦点距離f₂ = 9.6mm、正レンズ系７０と集光レンズ３０との間隔L₂= 40.0mmである。したがって、m₂ = D₂ / D_L = 0.36、L₂/ f₂ = 4.17となり、条件(３)及び(４)を共に満たしている。なお、正レンズ系７０の白色光源１０側の正レンズと、集光レンズ３０は非球面レンズである。

実施例４の構成によれば、楕円鏡であるリフレクタ１３と正レンズ系７０とにより光束径が゛縮小された後の光路中にダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２が配置されるため、これらの素子のサイズを小さくすることができる。また、ダイクロイックミラー６１の後段に集光レンズ３０が設けられているため、この集光レンズ３０のパワーを適宜選択することにより、ライトガイド４０のＮＡに合わせて光束のライトガイド４０への入射角度を設定することができる。なお、自家蛍光の観察時、通常の観察時の作用は実施例１と同一である。

図６は、実施例５に係る内視鏡用光源装置５の光学系を示す説明図である。実施例５の内視鏡用光源装置５は、実施例４の装置との共通部分が多いため、対応する部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。実施例４との相違点は、励起光源である半導体レーザー５０が励起光用ライトガイドを介さずに直接コリメートレンズ５３に励起光を入射させる点と、正レンズ系７０が１枚の正レンズから構成される点である。

実施例５では、リフレクタ１３の開口部の直径D_L = 28.5mm、正レンズ系７０のライトガイド側の面での軸上光束の直径D₂ = 12.8mm、正レンズ系７０の焦点距離f₁ = 14.0mm、集光レンズ３０の焦点距離f₂ = 11.6mm、正レンズ系７０と集光レンズ３０との間隔L₂= 36.9mmである。したがって、m₂ = D₂ / D_L = 0.45、L₂/ f₂ = 3.18となり、条件(３)及び(４)を共に満たしている。なお、正レンズ系７０、集光レンズ３０、コリメートレンズ５３は非球面レンズである。

実施例５の構成によっても、光路合成部分での光束径を小さく抑えることができ、ダイクロイックミラー６１や回転ホイール６２のサイズを小さくすることができる。また、集光レンズ３０のパワーを適宜選択することにより、ライトガイド４０のＮＡに合わせて光束のライトガイド４０への入射角度を設定することができる。

上記の各実施例では、励起光源として単一の半導体レーザーを用いた例についてのみ説明したが、複数の半導体レーザーからのレーザー光を合成して用いてもよいし、固体レーザーや気体レーザー、あるいは、キセノンランプ等の放電管を用いることも可能である。ただし、放電管を用いる場合には、励起光用の光路にも回転ホイールと同様のシャッターが必要となる。

また、上記の各実施例では、白色光の光路を直線にして励起光の光路を光路合成素子により折り返しているが、反対に、励起光の光路を直線状にして、白色光の光路を折り曲げるようにしてもよい。後者の場合には、光路合成素子として、特定波長以上の光を反射させて特定波長以下の光を透過させるダイクロイックミラーを用いる。

さらに、各実施例は、内視鏡装置がカラー撮像素子を使用していることを前提として、可視光として白色光をライトガイドに入射させているが、モノクロ撮像素子を用いた面順次方式によりカラー画像を撮影する場合には、白色光源とライトガイドとの間にＲ，Ｇ，Ｂのフィルターを設け、可視光の各色成分を順次入射させるようにすればよい。

本発明の実施例１に係る内視鏡用光源装置の光学系を示す説明図である。図１の光学系に設けられている回転ホイールの正面図である。本発明の実施例２に係る内視鏡用光源装置の光学系を示す説明図である。本発明の実施例３に係る内視鏡用光源装置の光学系を示す説明図である。本発明の実施例４に係る内視鏡用光源装置の光学系を示す説明図である。本発明の実施例５に係る内視鏡用光源装置の光学系を示す説明図である。

符号の説明

１０白色光源
１１リフレクタ(放物面鏡)
１２赤外カットフィルタ
１３リフレクタ(楕円鏡)
２０アフォーカル光学系
２１第１群
２２第２群
３０集光レンズ
４０ライトガイド
５０半導体レーザー(励起光源)
５１カップリングレンズ
５２励起光用ライトガイド
５３コリメートレンズ
６１ダイクロイックミラー
６２回転ホイール
６３モータ
７０正レンズ系

Claims

体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するための内視鏡用光源装置であって、
前記可視光を発する可視光源と、
前記可視光源から発した可視光をほぼ平行光束にする収斂光学系と、
該収斂光学系により平行光にされた可視光の瞳倍率を縮小するアフォーカル光学系と、
該アフォーカル光学系により瞳倍率が縮小された可視光を集光させて前記ライトガイドに入射させる集光レンズと、
前記励起光を発する励起光源と、
前記アフォーカル光学系と前記集光レンズとの間に配置され、前記励起光源から発した励起光の光路と前記可視光の光路とを合成する光路合成素子とを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
前記アフォーカル光学系の瞳倍率をm₁、前記アフォーカル光学系と前記集光レンズとの間隔をL₁、前記集光レンズの焦点距離をf₂として、以下の条件、
(１) 0.35 < |m₁| < 0.70
(２) 1.4 < L₁/ f₂ < 7.0
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用光源装置。
体腔壁を観察するための可視光と、体腔壁の生体組織を励起して自家蛍光を発光させるための励起光とを内視鏡のライトガイドに導入するための内視鏡用光源装置であって、
前記可視光を発する可視光源と、
前記可視光源から発した可視光を光軸方向に集光する楕円鏡と、
該楕円鏡により集光された可視光をほぼ平行な光束とする正レンズ系と、
該正レンズ系により平行光とされた可視光を集光させて前記ライトガイドに入射させる集光レンズと、
前記励起光を発する励起光源と、
前記正レンズ系と前記集光レンズとの間に配置され、前記励起光源から発した励起光の光路と前記可視光の光路とを合成する光路合成素子とを備えることを特徴とする内視鏡用光源装置。
前記正レンズ系のライトガイド側の面での軸上光束径を前記楕円鏡の開口部の直径で割った商として表される縮小倍率をm₂、前記正レンズ系と前記集光レンズとの間隔をL₂、前記集光レンズの焦点距離をf₂として、以下の条件、
(３) 0.25 < m₂ < 0.60
(４) 1.4 < L₂/ f₂ < 7.0
を満たすことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡用光源装置。
前記励起光源は、半導体レーザーであり、該半導体レーザーと前記光路合成素子との間に、前記半導体レーザーから発した励起光を平行光束にするコリメートレンズを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。
前記光路合成素子は、特定の波長以上の光を透過させて特定の波長以下の光を反射させる、または、特定波長以上の光を反射させて特定波長以下の光を透過させるダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡用光源装置。