JP2008102269A - 可変分光素子および、それを備えた内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】間隔をあけて対向配置され、対向面にコート層2a,2bが設けられた複数の光学基板3,4と、該光学基板3,4の中心線回りに周方向に間隔をあけて配置され、光学基板3,4の間隔方向に伸縮可能なアクチュエータ5と、該アクチュエータ5と光学基板3,4とを周方向に間隔をあけた複数位置において接続する接続部材10とを備える可変分光素子1を提供する。
【選択図】 図1
Description
この特許文献1に開示されている可変分光素子は、周方向に間隔をあけて配置された複数のアクチュエータを作動させて弾性変形可能な接続部材を弾性変形させることにより、該接続部材に取り付けられている光学基板を移動させて、光学基板間の間隔寸法を変化させ、分光する光の波長帯域を変化させるようになっている。
本発明は、間隔をあけて対向配置され、対向面にコート層が設けられた一対の光学基板と、該光学基板の中心軸回りに周方向に間隔をあけて配置され、前記光学基板の間隔方向に伸縮可能なアクチュエータと、該アクチュエータと前記光学基板とを前記周方向に間隔をあけた複数位置において接続する接続部材とを備える可変分光素子を提供する。
また、上記発明においては、前記アクチュエータと接続部材との間に、前記アクチュエータを連結する弾性材料からなるリング状の平板部材が配置されていることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記平板部材と前記接続部材とが一体的に構成されていることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記アクチュエータの一端を固定するベースと、該ベースと前記平板部材との間に配置され、両者を固定する支柱部材とを備えることとしてもよい。
また、本発明は、上記いずれかの可変分光素子を備える内視鏡システムを提供する。
本実施形態に係る可変分光素子1は、図1に示されるように、概ね平行に僅かな間隔をあけて対向配置され、対向面の光学有効径の範囲に反射膜(コート層)2a,2bを備える2枚の円板状の光学基板3,4と、該光学基板3,4の光学有効径の範囲外に周方向に間隔をあけて4本配置され、加えられる電圧信号に応じて前記光学基板3,4の間隔方向に伸縮させられるアクチュエータ5とを備えている。
前記筐体7には、前記光学基板3の光学有効径よりも大きな貫通穴7aが設けられている。また、前記保持部材9も、光学基板4の光学有効径よりも大きな中央穴9aを備えたリング状部材である。この保持部材9と前記平板部材8とは、周方向に間隔をあけて配置された棒状の接続部材10により接続されている。
また、前記平板部材8は弾性材料により形成され、前記保持部材9および接続部材10よりも低い剛性を備えている。これにより、アクチュエータ5の伸縮動作により平板部材8に曲げ応力が作用すると、平板部材8が最初に湾曲してその曲げ応力を吸収し、保持部材9および接続部材10を変形させることなく支持することができるようになっている。
前記反射膜2a,2bは、例えば、誘電体多層膜により構成されている。
また、容量センサ電極11は、例えば、金属膜により構成されている。容量センサ電極11からの信号をフィードバックしてアクチュエータ5への駆動信号を制御することにより、透過特性の調節精度を向上することができるようになっている。
これにより、可変分光素子1は、アクチュエータ5の作動により光学基板3,4の間隔寸法を変化させることで、その透過する光の波長帯域を変化させることができるようになっている。
本実施形態に係る可変分光素子1により、入射される光から分光される光の波長帯域を変化させるには、各アクチュエータ5に電圧信号を加えて伸縮させる。アクチュエータ5は固定端5aがベース6に固定されているので、該ベース6に対して移動端5bを近接あるいは離間させる方向に伸縮することができる。
これにより、2枚の光学基板3,4を透過可能な光の波長帯域を変化させ、光学基板3,4間の間隔寸法に応じて定められる波長帯域の光を透過させることができる。
また、アクチュエータ5および接続部材10の本数が4本の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、2以上のアクチュエータ5および接続部材10が間隔をあけて配置されていればよい。
なお、本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る可変分光素子1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、ベース6、支柱21および平板部材8は、切削加工により一体的に構成されている。平板部材8は、支柱21によりその弾性変形をある程度制限されるが、その厚さ寸法を十分に薄く構成されることにより、容易に弾性変形する程度の剛性に設定されている。
アクチュエータ5は、一体的に構成されたベース6、支柱21および平板部材8の隙間に挿入されて、固定端5aをベース6に、移動端5bを平板部材8にそれぞれ接着されている。
本実施形態に係る内視鏡システム30は、図6に示されるように、生体の体腔内に挿入される挿入部31と、該挿入部31内に配置される撮像ユニット32と、照明光を発生する光源ユニット33と、前記撮像ユニット32および光源ユニット33を制御する制御ユニット34と、撮像ユニット32により取得された画像を表示する表示ユニット35とを備えている。
前記光源ユニット33は、体腔内の撮影対象に照射され、撮影対象内に存在する蛍光物質を励起して蛍光を発生させるための照明光を発する照明光用光源37と、該照明光用光源37を制御する光源制御回路38とを備えている。
第1の状態は、緑の可視光の領域である530〜560nmの波長帯域の光を透過させるようになっている(透過波長帯域は透過率50%となる波長として定義する。)。第2の状態は、赤の可視光の領域である630〜660nmの波長帯域の光を透過させるようになっている。
具体的には、可変分光素子制御回路42が可変分光素子1を第1の状態としたときに、撮像素子駆動回路41が撮像素子40から出力される画像情報を第1のフレームメモリ43aに出力させるようになっている。また、可変分光素子制御回路42が可変分光素子1を第2の状態としたときに、撮像素子駆動回路41が撮像素子40から出力される画像情報を第2のフレームメモリ43bに出力させるようになっている。
本実施形態に係る内視鏡システム30を用いて生体の体腔内の撮影対象を撮影するには、挿入部31を体腔内に挿入し、その先端31aを体腔内の撮影対象に対向させる。この状態で、光源ユニット33および制御ユニット34を作動させ、光源制御回路38の作動に同期して照明光用光源37を作動させて照明光を発生させる。
観察対象の表面において照明光が反射され、集光レンズ39aにより略平行光に屈折させられ、可変分光素子1を透過し、結像レンズ39bにより撮像素子40に結像されて、反射光画像情報が取得される。
このように、本実施形態に係る内視鏡システム30によれば、反射光の異なる波長帯域に対する画像情報を使用者に提供することができる。
また、ベース6、筐体7、アクチュエータ5の接合を接着剤により行うこととして説明したが、これに代えて、例えば、止めネジによる固定や嵌合により固定してもよい。また、アクチュエータ5としては圧電素子に代えて、磁歪素子を用いることにしてもよい。
また、本実施形態に係る可変分光素子1は内視鏡システム30に適用されるのみならず、硬性鏡あるいは生体内部観察用の対物レンズに適用することとしてもよい。
2a,2b 反射膜(コート層)
3,4 光学基板
5 アクチュエータ
6 ベース
8 平板部材
10 接続部材
21 支柱(支柱部材)
30 内視鏡システム
Claims (7)
- 間隔をあけて対向配置され、対向面にコート層が設けられた一対の光学基板と、
該光学基板の中心軸回りに周方向に間隔をあけて配置され、前記光学基板の間隔方向に伸縮可能なアクチュエータと、
該アクチュエータと前記光学基板とを前記周方向に間隔をあけた複数位置において接続する接続部材とを備える可変分光素子。 - 前記接続部材が弾性材料からなる請求項1に記載の可変分光素子。
- 前記アクチュエータと接続部材との間に、前記アクチュエータを連結する弾性材料からなるリング状の平板部材が配置されている請求項1に記載の可変分光素子。
- 前記平板部材と前記接続部材とが一体的に構成されている請求項3に記載の可変分光素子。
- 前記平板部材が前記アクチュエータに接着され、
前記接続部材が、前記平板部材と前記アクチュエータとの接着位置以外の位置において前記平板部材に接続している請求項3に記載の可変分光素子。 - 前記アクチュエータの一端を固定するベースと、
該ベースと前記平板部材との間に配置され、両者を固定する支柱部材とを備える請求項3に記載の可変分光素子。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の可変分光素子を備える内視鏡システム。
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