JP2008212444A - 照明装置、光学装置及びモニタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光源のようなエネルギー密度の高い光を発する固体光源を照明に使用する場合に、均一であって且つ高効率な照明光を得ることを目的とする。
【解決手段】波長の異なる光を射出する複数の固体光源１１０と、屈曲可能に構成されて複数の固体光源１１０から射出された光を伝送する照明光路部１６０と、照明光路部１６０により伝送された光を、当該光の波長に応じて分離して複数の分離光として射出する波長分離部２００と、波長分離部２００から射出された複数の分離光を、それぞれの分離光ごとに回折して少なくとも一部を照明光として射出する回折部２１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置、光学装置及びモニタシステムに関する。

従来、光ファイバを用いて光源から離れた所定の領域を照明する技術がある。例えば、内視鏡では、光源と先端部分との間に光ファイバが存在し、この光ファイバの部分を自由に屈曲させることで、先端部分を診察部位に挿入可能にしている。光源としては、固体光源となるレーザ光源を用いることがある。レーザ光源は、容易に光ファイバに導くことが可能である点が光源として適している。しかし、レーザ光源のレーザ光は、ごく限られた領域にエネルギーが集中することから、そのままでは診察部位などの範囲を均一に照らすことができない。このため、例えば、下記の特許文献１に記載されている内視鏡装置では、内視鏡の先端部分に設けた凹レンズを利用してレーザ光を屈折させ、診察部位に対しての均一な照明を実現しようとしている。

特開平８−２２４２０８号公報

しかしながら、上記した内視鏡の例のような場合、レーザ光源から発せられたレーザ光は、光ファイバを経てレンズを透過することで照明に用いられている。レーザ光は、そのエネルギー分布が細部に渡って極端に密度が高いことから、ここで用いているような通常の屈折型レンズでは所望とする均一な照明光を得ることができない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レーザ光源のようなエネルギー密度の高い光を発する固体光源を照明に使用する場合に、均一であって且つ高効率な照明光を得ることを目的とする。

本発明に係る照明装置は、それぞれが波長の異なる光を射出する複数の固体光源と、屈曲可能に構成されて前記複数の固体光源から射出された光を伝送する照明光路部と、前記照明光路部により伝送された光を、当該光の波長に応じて分離して複数の分離光として射出する波長分離部と、前記波長分離部から射出された前記複数の分離光を、それぞれの分離光ごとに回折して少なくとも一部を照明光として射出する回折部とを備えることを特徴。

本発明に係る照明装置によれば、複数の固体光源から射出された波長の異なる光は、波長分離部によって、その光の波長に応じて複数の分離光にされる。この複数の分離光は、回折部によって、各分離光ごとに回折されて少なくとも一部が照明光として射出される。固体光源から射出された光は、その波長に応じて分離光にされて、各分離光ごとに回折されることから、各分離光に適した回折を行うことができ、均一であって且つ高効率な照明光を得ることができる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記波長分離部は、ダイクロイック反射膜を有することを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、ダイクロイック反射膜を用いて、波長の異なる光を複数の分離光にすることから、光の波長に応じた高い精度の分離光を生成することができる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記波長分離部は、分光プリズムを有することを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、分光プリズムを用いて、波長の異なる光を複数の分離光にすることから、装置構成を簡易に実現することができ、且つコストを抑えることができる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記波長分離部は、前記照明光路部の一方の端部を嵌入するための位置決め構造を有していることを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、照明光路部の一方の端部を嵌入するための位置決め構造によって、照明光路部と波長分離部との相互の位置決めが容易になり、正確な位置精度を確保することができる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記回折部は、前記複数の分離光に応じて回折する複数の回折素子を備え、前記複数の回折素子のそれぞれは、１次の回折光を照明光として射出することを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、波長ごとの特性に合わせた回折素子を用いることから、色光を所望の方向に照明することができる。ここで、仮に各波長において全く同じ回折素子を使用した場合、回折の現象は波長に応じて変化するため、所望の方向に色光を向けることができない。波長ごとに回折素子を設けることにより、所望の方向に色光を照明することができる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記複数の回折素子は、コンピュータ計算ホログラムであることを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、入射した各分離光をコンピュータ計算ホログラムを用いて回折し、１次の回折光を効率的に照明光として射出できる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記複数の回折素子は、ホログラフィック光学素子であることを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、入射した各分離光をホログラフィック光学素子を用いて回折し、１次の回折光を効率的に照明光として射出できる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記複数の回折素子は、回折格子であることを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、入射した各分離光を回折素子を用いて回折し、１次の回折光を効率的に照明光として射出できる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記複数の回折素子は、当該それぞれの回折素子への光の入射方向とは異なる方向に前記１次の回折光を照明光として射出することを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、回折素子への光の入射方向とは異なる方向に１次の回折光を照明光として射出することことから、照明光が射出される部分に高輝度のスポットが現れないようにできる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記波長分離部と前記回折部とは一体に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、波長分離部と回折部とが一体に配置されていることから、装置を小型化することができる。また、波長分離部と回折部における各色光の射出方向がずれることがなくなり、正確な位置精度を確保することができる。

上記した本発明に係る照明装置では、前記複数の固体光源は、赤色のレーザ光を射出する固体光源と、緑色のレーザ光を射出する固体光源と、青色のレーザ光を射出する固体光源とであることを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、赤色、緑色及び青色のレーザ光を射出することから、カラー画像を形成することができる。

本発明に係る光学装置は、前記照明装置を備える光学装置であって、前記射出された照明光を受けた対象物から反射された光に基づいて当該対象物の画像を形成する画像処理部と、屈曲可能に構成されて前記対象物から反射された光を前記画像処理部に伝送する反射光路部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光学装置によれば、照明装置と、画像処理部と、反射光路部とを備えることから、均一であって無駄がなく効率の良い照明光を対象物に射出し、対象物についての高品質な画像を得ることができる。

上記した本発明に係る光学装置では、前記回折部と、前記対象物から反射された光を受けるレンズと、鉗子を貫通させるための孔部と、加圧空気を貫通させるための孔部とを含んで一体に形成されるホルダを備えることを特徴とする。

本発明に係る光学装置によれば、回折部と、レンズと、鉗子用の孔部と、加圧空気用の孔部とを含んで一体に形成されるホルダを備えることから、各部の組み込みに要する作業が容易になり、且つ正確な位置精度を確保することができる。

本発明に係るモニタシステムは、前記光学装置と、前記光学装置を制御する制御部と、前記光学装置の画像形成部により形成した画像を表示するモニタとを備えることを特徴とする。

本発明に係るモニタシステムによれば、無駄がなく効率の良い照明光を照射できることから、撮像対象物の高品質な画像をモニタに表示することができる。

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
＜内視鏡の概略構成＞
最初に、本発明の第１実施形態に係る光学装置としての内視鏡の概略構成について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る内視鏡を示す断面図である。同図に示すように、内視鏡ＥＳは、固体光源となるレーザ光源１１０を備えている。レーザ光源１１０は、レーザダイオード１１０ｒ，１１０ｂ，１１０ｇにより構成される。内視鏡ＥＳは、各レーザダイオード１１０ｒ，１１０ｂ，１１０ｇと共に、波長変換素子１２０ｒ，１２０ｂ，１２０ｇと、共振器１３０ｒ，１３０ｂ，１３０ｇと、ミラー１４０ｒ，１４０ｂ，１４０ｇとを備えている。また、内視鏡ＥＳは、レンズ１５０と、照明光路部としての屈曲可能な光ファイバ１６０と、波長分離部２００と、回折部２１０と、アブソーバ１９０と、ホルダ１８０，１８２とを備えている。また、内視鏡ＥＳは、受光部３１０と、反射光路部としての屈曲可能な光ファイバ３２０と、画像処理部としてのカメラ３３０とを備えている。光ファイバ１６０，３２０と、波長分離部２００と、回折部２１０と、受光部３１０とは、屈曲可能なカバー１７０とアブソーバ１９０とに覆われている。カバー１７０は、開口部１７０ｏを有している。

＜レーザ光源＞
次に、内視鏡ＥＳにおいて用いるレーザ光源１１０について説明する。
図１に示す、各レーザダイオード１１０ｒ，１１０ｂ，１１０ｇは、それぞれ波長の異なる基本レーザ光として赤色光，青色光，緑色光に対応した赤外光線を射出する。各波長変換素子１２０ｒ，１２０ｂ，１２０ｇは、各レーザダイオード１１０ｒ，１１０ｂ，１１０ｇから射出された前記赤外光を受け取り、受け取った前記赤外光線の一部の光線の波長を１／２倍の波長にして射出する。各共振器１３０ｒ，１３０ｂ，１３０ｇは、各波長変換素子１２０ｒ，１２０ｂ，１２０ｇから射出された赤色光，青色光，緑色光を透過させ、一方前記赤外光で波長変換されなかった前記赤外光を各レーザダイオード１１０ｒ，１１０ｂ，１１０ｇに反射光線を戻し共振させる。
ミラー１４０ｇは、共振器１３０ｇから射出された緑色光を反射して光路を９０°方向転換させる。ミラー１４０ｂは、ミラー１４０ｇにおいて反射された緑色光を透過させると共に、共振器１３０ｂから射出された青色光を反射して光路を９０°方向転換させる。ミラー１４０ｒは、ミラー１４０ｂ，１４０ｇにおいて反射された青色光，緑色光を透過させると共に、共振器１３０ｒから射出された赤色光を反射して光路を９０°方向転換させる。ミラー１４０ｒを透過及び反射した赤色光，青色光，緑色光は、レンズ１５０を透過して、光ファイバ１６０に入射する。光ファイバ１６０により伝送された赤色光，青色光，緑色光は、波長分離部２００に入射する。
ここで、赤色，青色，緑色の各光の波長の範囲は、それぞれ５８５ｎｍ〜７８０ｎｍ，３８０ｎｍ〜４９５ｎｍ，４９５ｎｍ〜５８５ｎｍである。

＜波長分離部及び回析部＞
次に、内視鏡ＥＳにおける波長分離部２００及び回折部２１０について説明する。
図２は、波長分離部及び回折部の構成を示す模式図である。光ファイバ１６０により伝送されて入射した赤色光，緑色光，青色光を、それぞれ赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂとする。図２に示すように、波長分離部２００は、クロスダイクロプリズム２０１と、２つの反射プリズム２０２，２０３とで構成される。回折部２１０は、３つの回折素子としてのコンピュータ計算ホログラムとなるコンピュータジェネレイトットホログラム（以下、「ＣＧＨ」と表記する。ＣＧＨは、Computer Generated Hologramの略字である。）２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂで構成される。ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂのそれぞれの構造は、赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂの回折用に形成されている。

クロスダイクロプリズム２０１は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に互いに略直交するように配置された２つのダイクロイック反射膜２０１ａ，２０１ｂを有している。ダイクロイック反射膜２０１ａは、赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇを透過させると共に青色光Ｌｂを反射する。ダイクロイック反射膜２０１ｂは、青色光Ｌｂ，緑色光Ｌｇを透過させると共に赤色光Ｌｒを反射する。反射プリズム２０２，２０３のそれぞれは、直角プリズムであり、入射した光を全面反射させるミラー２０２ａ，２０３ａを有している。

赤色光Ｌｒは、ダイクロイック反射膜２０１ａを透過してダイクロイック反射膜２０１ｂで反射及び９０°方向転換されることによって、又はダイクロイック反射膜２０１ｂで反射及び９０°方向転換されてダイクロイック反射膜２０１ａを透過することによって反射プリズム２０２に入射する。その後、ミラー２０２ａで反射及び９０°方向転換されることによってＣＧＨ２１０ｒに入射する。青色光Ｌｂは、ダイクロイック反射膜２０１ｂを透過してダイクロイック反射膜２０１ａで反射及び９０°方向転換されることによって、又はダイクロイック反射膜２０１ａで反射及び９０°方向転換されてダイクロイック反射膜２０１ｂを透過することによって反射プリズム２０３に入射する。その後、ミラー２０３ａで反射及び９０°方向転換されることによってＣＧＨ２１０ｂに入射する。緑色光Ｌｇは、ダイクロイック反射膜２０１ａ，２０１ｂを透過することによってＣＧＨ２１０ｇに入射する。即ち、各赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂは、クロスダイクロプリズム２０１及び反射プリズム２０２，２０３によって、それぞれが分離光とされる。そして、各分離光は、それぞれの回折用のＣＧＨに入射することになる。

＜ＣＧＨの構造＞
次に、ＣＧＨの構造について説明する。
図３は、各ＣＧＨの一部を拡大して示す正面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。回折部２１０を構成する各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂは、ほぼ板状の部材であり、図４に示すように、各ＣＧＨの一方の側には平らな面ＣＧＨｐを有しており、他方の側には凹凸を有している。面ＣＧＨｐに垂直な線を各ＣＧＨの中心線ＣＩと呼ぶ。各ＣＧＨは、中心線ＣＩ方向に沿った厚みが互いに異なる複数の矩形領域ａ〜ｄを有している。矩形領域ａ〜ｄは、その順に厚みが大きい。互いに異なる厚みを有する矩形領域ａ〜ｄは、各ＣＧＨに多数設けられている。

このような構成を有する各ＣＧＨは、入射光ＬＩによって生じる透過光ＤＬ０、ならびに１次の回折光ＤＬ１、を出射光ＬＯとして互いに異なる角度範囲に照射する。なお、図４では、説明のために透過光ＤＬ０、１次の回折光ＤＬ１、を示している、図４は、本実施形態における各ＣＧＨの射出光の方向を正確に示すものではない。

各ＣＧＨは、反復フーリエ法などの所定のシミュレーション手法を使用して設計されている。本実施形態における各ＣＧＨは、入射光ＬＩのエネルギーのほとんどを１次の回折光ＤＬ１として照射する。そして、透過光ＤＬ０（本明細書において「０次の回折光」ともいう）及び図示しない２次以上の回折光ＤＬｉ（ｉ＝２，３，．．．）は、ほとんど射出しない。即ち、各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂから射出される赤色光，緑色光，青色光のほとんどは、１次の回折光ＤＬ１となる。

仮に各ＣＧＨから透過光ＤＬ０が照射された場合、図１に示すようにアブソーバ１９０が設けられており、このアブソーバ１９０が、透過光ＤＬ０を吸収してこれを内視鏡ＥＳ外に射出させない。本実施形態においては、アブソーバ１９０は黒色のアルミ板を用いる。

＜光ファイバ、クロスダイクロプリズム及びＣＧＨの接合＞
次に、光ファイバ１６０、波長分離部２００及び回折部２１０の相互の接合について説明する。
図５は、光ファイバとクロスダイクロプリズムと各ＣＧＨとの接合を説明するための図である。同図に示すように、光ファイバ１６０の一方の開口端部１６０ｔと対向するクロスダイクロプリズム２０１の直角プリズム面の中央部には、開口端部１６０ｔを嵌入するための位置決め構造として穴部２０１ｈが形成されている。光ファイバ１６０とクロスダイクロプリズム２０１とを接合するときには、光ファイバ１６０の開口端部１６０ｔをクロスダイクロプリズム２０１の穴部２０１ｈに嵌入して接着剤等により固着する。

回折部２１０を構成するＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂと、反射プリズム２０２，２０３とは、最初から一体に形成されている。これらの一体となっている回折部２１０，反射プリズム２０２，２０３と、クロスダイクロプリズム２０１とを接合するときには、クロスダイクロプリズム２０１を反射プリズム２０２，２０３間に嵌合して接着剤等により固着する。

＜患部への照射及び撮像＞
次に、患部への照明光の照射及び照射部分の撮像について説明する。
図１に示すように、回折部２１０から射出される１次の回折光ＤＬ１は、照明光として、開口部１７０ｏを通って患部ＡＰの照射部分ＲＩを照射するように射出される。そのとき、各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂから射出される赤色光，緑色光，青色光は、照射部分ＲＩに重畳して照射される。患部ＡＰは、照射された各色光の１次の回折光ＤＬ１を受けて、反射光を生じさせる。患部ＡＰの照射部分ＲＩ内には、撮像の対象物となる撮像部分ＲＣが存在する。受光部３１０は、撮像部分ＲＣの反射光の一部となる反射光ＲＬを受け取る。受光部３１０は、偏心レンズ３１２を有している。受光部３１０は、偏心レンズ３１２によって、受光部３１０の正面からずれた位置にある撮像部分ＲＣからの反射光ＲＬを受光する。そして、その反射光ＲＬは、偏心レンズ３１２によって、平行光とされ、光ファイバ３２０に伝えられる。光ファイバ３２０は、偏心レンズ３１２から伝えられた平行光をカメラ３３０に伝送する。カメラ３３０は、光ファイバ３２０から受け取った光で写真を撮像して対象物の画像を形成する。

ホルダ１８０は、図１に向かって左側となる内視鏡ＥＳの先端部において、光ファイバ１６０，３２０を保持する。また、ホルダ１８２は、ホルダ１８０よりも更に先端となる光ファイバ１６０，３２０の端部において、光ファイバ１６０，３２０の端部と、波長分離部２００及び回折部２１０と、受光部３１０とを保持する。ここで、ホルダ１８０から図１に向かって左側の先端部では、カバー１７０に覆われた光ファイバ１６０，３２０は、ほとんど屈曲しない。このため、本実施形態においては、カバー１７０に覆われた光ファイバ１６０，３２０が屈曲されても、光ファイバ１６０と光ファイバ３２０の相対位置及び姿勢が変化しにくい。このため、回折光ＤＬ１の向きが変化しにくく、患部についての高品質な写真画像を得ることができる。

上述したように本実施形態では、光ファイバ１６０により伝送された赤色光Ｌｒ，青色光Ｌｂ，緑色光Ｌｇを、クロスダイクロプリズム２０１及び反射プリズム２０２，２０３によって、赤色光，緑色光，青色光の分離光にする。そして、各分離光を、各分離光の回折用に設けたＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂに入射させる。各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂでは、入射した各分離光を回折して、それぞれの１次の回折光ＤＬ１を赤色光，緑色光，青色光の照明光として射出する。各分離光の回折用に独立して設けたＣＧＨによって、各分離光ごとに回折することから、１次の回折光ＤＬ１の回折効率が向上する。これにより、射出される１次の回折光ＤＬ１は、均一であって無駄がなく効率の良い照明光となる。

また、光ファイバ１６０とクロスダイクロプリズム２０１とを接合するときには、光ファイバ１６０の開口端部１６０ｔをクロスダイクロプリズム２０１の穴部２０１ｈに嵌入して固着する。これにより、光ファイバ１６０とクロスダイクロプリズム２０１との相互の位置決めが容易になり、正確な位置精度を確保することができる。更に、両部材を強固に結合することでき結合強度が向上する。

また、回折部２１０，反射プリズム２０２，２０３と、クロスダイクロプリズム２０１とを接合するときには、クロスダイクロプリズム２０１を反射プリズム２０２，２０３間に嵌合して固着する。これにより、波長分離部２００と回折部２１０とが一体に構成されることになり、装置を小型化することができる。更に、一体に構成されることで、波長分離部２００と回折部２１０における各色光の射出方向がずれることがなくなり、正確な位置精度を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る内視鏡について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る内視鏡の先端部を示す断面図である。同図に示すように、第２実施形態の内視鏡ＥＳｂにおける波長分離部２００は、１つの分光プリズム２２０で構成される。また、回折部２１０は、第１実施形態の内視鏡ＥＳと同様に、３つのＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂで構成される。内視鏡ＥＳｂの他の構成についは、内視鏡ＥＳの構成と同様である。

光ファイバ１６０により伝送された赤色光Ｌｒ，青色光Ｌｂ，緑色光Ｌｇは、分光プリズム２２０の垂直面２２０ａから入射する。分光プリズム２２０に入射した各色光は、それぞれの波長に応じた角度で屈折されることで分離光とされて、垂直面２２０ａの反対側の斜面２２０ｂから射出される。斜面２２０ｂから射出された各分離光は、それぞれの回折用のＣＧＨとなるＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂに入射する。そして、各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂから、赤色光，緑色光，青色光の１次の回折光ＤＬ１が照明光として射出される。

上述したように本実施形態では、光ファイバ１６０により伝送された赤色光Ｌｒ，青色光Ｌｂ，緑色光Ｌｇを、分光プリズム２２０によって、それぞれを分離して複数の分離光にする。各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂに入射する各分離光を分光プリズム２２０を用いて生成することから、内視鏡の装置構成を簡易に実現することができ、且つコストを抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る内視鏡について説明する。
図７は、本発明の第３実施形態に係る内視鏡の先端部を示す断面図である。同図に示すように、第３実施形態の内視鏡ＥＳｃにおける波長分離部２００は、２つの分光プリズム２３０，２４０で構成される。また、回折部２１０は、第１実施形態の内視鏡ＥＳと同様に、３つのＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂで構成される。内視鏡ＥＳｃの他の構成についは、内視鏡ＥＳの構成と同様である。

光ファイバ１６０により伝送された赤色光Ｌｒ，青色光Ｌｂ，緑色光Ｌｇは、一方の分光プリズム２３０の垂直面２３０ａから入射する。分光プリズム２３０に入射した各色光は、それぞれの波長に応じた角度で屈折されることで分離光とされて、垂直面２３０ａの反対側の斜面２３０ｂから射出される。斜面２３０ｂから射出された各分離光は、他方の分光プリズム２４０の斜面２４０ａから入射する。分光プリズム２４０に入射した各分離光は、それぞれの波長に応じた角度で更に屈折されて斜面２４０ａの反対側の垂直面２４０ｂから射出される。垂直面２４０ｂから射出された各分離光は、それぞれの回折用のＣＧＨとなるＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂに入射する。そして、各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂから、赤色光，緑色光，青色光の１次の回折光ＤＬ１が照明光として射出される。

上述したように本実施形態では、光ファイバ１６０により伝送された赤色光Ｌｒ，青色光Ｌｂ，緑色光Ｌｇを、２つの分光プリズム２３０，２４０によって、それぞれを分離して複数の分離光にする。このとき、一方の分光プリズム２３０で生成した分離光を、他方の分光プリズム２４０で更に屈折させて、ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂに入射させることから、光ファイバ１６０の一方の開口端部（各色光が出射される側）から回折部２１０までの距離を短くすることができる。これにより、内視鏡の先端部の装置構造を小型化することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る内視鏡について説明する。
図８は、本発明の第４実施形態に係る内視鏡のホルダを示す平面図である。同図に示すホルダ１８３は、第１実施形態の内視鏡ＥＳのホルダ１８２と同位置に設けられている。また、ホルダ１８３は、ホルダ１８２と同様に、光ファイバ１６０，３２０の端部と、波長分離部２００及び回折部２１０と、受光部３１０とを保持する。図８に示すように、ホルダ１８３と、回折部２１０のＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂと、受光部３１０の偏心レンズ３１２とが一体の構造をなしている。また、ホルダ１８３には、鉗子を通すための孔部４１０と、加圧空気を送風するための孔部４２０が形成されている。なお、ここでホルダ１８３に形成する孔部等はこれに限られず、例えば洗浄水を送水するための孔部や付属部材等、必要に応じて形成しても良い。

上述したように本実施形態では、ホルダ１８３と、ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂと、偏心レンズ３１２とが一体の構造をなして、孔部４１０，４２０が形成されている。これにより、各色光を射出するＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂと、反射光を受光する偏心レンズ３１２との配置における相互位置及び配置角度等がホルダ１８３上において決定されることになる。このため、内視鏡の先端部への各光学素子の組み込みに要する作業が容易になり、且つ正確な位置精度を確保することができる。また、ホルダ１８３には、孔部４１０，４２０が形成されており、内視鏡の先端部において必要な部材をコンパクトにまとめることができる。

（第５実施形態）
以下、本発明の第５実施形態に係るモニタシステムとしての内視鏡システムについて図面を参照して説明する。
図９は、本発明の第５実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。同図に示す内視鏡システム１は、第１実施形態における内視鏡ＥＳと、制御装置５１０と、モニタ５２０とを備えている。内視鏡ＥＳにおけるレーザ光源１１０及びカメラ３３０のそれぞれは、制御装置５１０に接続されている。また、制御装置５１０には、モニタ５２０が接続されている。

制御装置５１０は、レーザ光源１１０の駆動制御及びカメラ３３０の撮像制御等を行う。また、制御装置５１０は、カメラ３３０の撮像内容に基づいて画像処理を施して画像データを生成したり、画像処理データを記憶したりする等の制御も行う。この画像データは、モニタ５２０に送信されてカメラ３３０の撮像内容として画面に表示される。なお、本実施形態では、内視鏡システム１を構成する例として、第１実施形態における内視鏡ＥＳを備えたが、これに限られず、第２実施形態における内視鏡ＥＳｂ、第３実施形態における内視鏡ＥＳｃ及び第４実施形態におけるホルダ１８３により構成しても良い。また、本実施形態における制御装置５１０及びモニタ５２０は、内視鏡システム１を構成する一例であってこれに限られるものではない。

上述したように本実施形態では、内視鏡ＥＳにおいて、制御装置５１０の制御により、レーザ光源１１０から赤色光，青色光，緑色光のレーザ光を射出し、患部ＡＰに照明光を照射する。そして、制御装置５１０の制御により、カメラ３３０によって照射部分ＲＩを撮像し、画像処理の後にモニタ５２０にその撮像内容を表示する。内視鏡ＥＳでは、患部ＡＰに無駄がなく効率の良い照明光を照射できることから、モニタ５２０に患部ＡＰの撮像対象部分の高品質な画像を表示することができる。

なお、この発明は上記した実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（変形例１）
上記実施形態においては、回折部２１０の回折素子として、それぞれが赤色光，緑色光，青色光の回折用に形成されたＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂを用いている。しかし、ここで回折素子として、ＣＧＨに代えて回折格子を用いても良い。回折格子は、一方向（例えば、図１に向かって上下方向）に沿ってくり返しパターンが形成されている光学素子である。そのような態様においては、それぞれが赤色光，緑色光，青色光の回折用に形成された回折格子を用いることで、各色用の回折格子から１次の回折光を照明光として患部ＡＰの照射部分ＲＩを照射するように射出することができる。

また、回折素子として、ＣＧＨに代えてＣＧＨ以外のホログラフィック光学素子を用いることもできる。例えば、黒い背景に白い長方形の板を置いて、互いにコヒーレントな成分の光ビームを使用してその白い長方形のホログラムを記録したホログラフィック光学素子を用いることもできる。

また、回折素子として、上記した以外の構成を採用することも可能である。例えば、すりガラスなどの光の拡散性及び透光性を有する拡散板を採用することもできる。そのような態様においては、レーザ光の入射方向とは異なる方向に拡散される光が照明光として利用される。

（変形例２）
上記した実施形態においては、赤色光，緑色光，青色光の各分離光を、各ＣＧＨ２１０ｒ，２１０ｇ，２１０ｂに対して平行（図４に示す中心線ＣＩの方向）に入射している。しかし、各ＣＧＨに入射する各分離光を、中心線ＣＩに対して所定の角度をなして入射させても良い。そのような態様においては、仮に回折部２１０から透過光ＤＬ０が射出された場合には、そのまま回折部２１０の中心線ＣＩに対して所定の角度で射出される。これにより、照明光が射出される部分に高輝度のスポットが現れず、均一な照明光を得ることができる。

（変形例３）
上記した実施形態においては、屈曲可能な照明光路部及び反射光路部として、任意の部位で任意に曲げられる光ファイバ１６０，３２０を用いている。しかし、これらの光路部としては、プリズム、レンズ、ミラーなどを組み合わせて、所定の箇所で光の向きを任意の角度に変えられる構成を採用することもできる。即ち、照明光路部は、光源から射出された光を波長分離部２００や回折部２１０などの光学素子に伝送することができて、屈曲可能な構成であればよい。そして、反射光路部は、対象物が反射した反射光を伝送することができて、屈曲可能な構成であればよい。

（変形例４）
上記した実施形態においては、１次の回折光が照明光として使用される。しかし、光学素子の２次以上の高次の回折光を照明光として使用する態様とすることもできる。

（変形例５）
上記した実施形態においては、透過光を吸収するアブソーバ１９０はアルミ板で構成されている。しかし、アブソーバ１９０はＡＢＳ（Acrylonitrile Bbutadiene Styrene：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）など、他の素材で構成することもできる。

（変形例６）
上記した実施形態においては、対象物の画像を形成する画像処理部としてカメラ３３０が採用されている。しかし、画像処理部としては、記録媒体に画像を記録する記録装置（例えば、デジタルカメラ、ポラロイドカメラ、プリンタ等）、表示媒体に画像を表示する表示装置（例えば、光学式のスクリーン、液晶モニタ、プロジェクタ等）などの、他の構成を採用することもできる。

（変形例７）
上記した実施形態においては、本発明の実施形態として、患部ＡＰの画像を得るための内視鏡について説明した。しかし、本発明は他の態様で実現することもできる。例えば、本発明は、構造物内や事故現場などにおいて、内部の画映像を得るための機器として構成することもできる。また、本発明は、反射光を処理するための構成を備えない、照明装置として構成することもできる。

本発明の第１実施形態に係る内視鏡を示す断面図。 波長分離部及び回折部の構成を示す模式図。 各ＣＧＨの一部を拡大して示す正面図。 図３のＡ−Ａ断面図。 光ファイバとクロスダイクロプリズムと各ＣＧＨとの接合を説明するための図。 本発明の第２実施形態に係る内視鏡の先端部を示す断面図。 本発明の第３実施形態に係る内視鏡の先端部を示す断面図。 本発明の第４実施形態に係る内視鏡のホルダを示す平面図。 本発明の第５実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図。

符号の説明

１…内視鏡システム、１１０…レーザ光源、１１０ｒ，１１０ｂ，１１０ｇ…レーザダイオード、１２０ｒ，１２０ｂ，１２０ｇ…波長変換素子、１３０ｒ，１３０ｂ，１３０ｇ…共振器、１４０ｒ，１４０ｂ，１４０ｇ…ミラー、１５０…レンズ、１６０，３２０…光ファイバ、１７０…カバー、１７０ｏ…開口部、１８０，１８２，１８３…ホルダ、１９０…アブソーバ、２００…波長分離部、２０１…クロスダイクロプリズム、２０１ａ，２０１ｂ…ダイクロイック反射膜、２０２，２０３…反射プリズム、２０２ａ，２０３ａ…ミラー、２１０…回折部、２１０ｒ，２１０ｂ，２１０ｇ…ＣＧＨ、２２０，２３０，２４０…分光プリズム、３１０…受光部、３１２…偏心レンズ、３３０…カメラ、５１０…制御装置、５２０…モニタ。

Claims (14)

1. それぞれが波長の異なる光を射出する複数の固体光源と、
   屈曲可能に構成されて前記複数の固体光源から射出された光を伝送する照明光路部と、
   前記照明光路部により伝送された光を、当該光の波長に応じて分離して複数の分離光として射出する波長分離部と、
   前記波長分離部から射出された前記複数の分離光を、それぞれの分離光ごとに回折して少なくとも一部を照明光として射出する回折部とを備えることを特徴とする照明装置。
2. 前記波長分離部は、ダイクロイック反射膜を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記波長分離部は、分光プリズムを有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記波長分離部は、前記照明光路部の一方の端部を嵌入するための位置決め構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
5. 前記回折部は、前記複数の分離光に応じて回折する複数の回折素子を備え、
   前記複数の回折素子のそれぞれは、１次の回折光を照明光として射出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記複数の回折素子は、コンピュータ計算ホログラムであることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記複数の回折素子は、ホログラフィック光学素子であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
8. 前記複数の回折素子は、回折格子であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
9. 前記複数の回折素子は、当該それぞれの回折素子への光の入射方向とは異なる方向に前記１次の回折光を照明光として射出することを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 前記波長分離部と前記回折部とは一体に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 前記複数の固体光源は、赤色のレーザ光を射出する固体光源と、緑色のレーザ光を射出する固体光源と、青色のレーザ光を射出する固体光源とであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の照明装置を備える光学装置であって、
    前記射出された照明光を受けた対象物から反射された光に基づいて当該対象物の画像を形成する画像処理部と、
    屈曲可能に構成されて前記対象物から反射された光を前記画像処理部に伝送する反射光路部とを備えることを特徴とする光学装置。
13. 前記回折部と、前記対象物から反射された光を受けるレンズと、鉗子を貫通させるための孔部と、加圧空気を貫通させるための孔部とを含んで一体に形成されるホルダを備えることを特徴とする請求項１２に記載の光学装置。
14. 請求項１２又は１３に記載の光学装置と、前記光学装置を制御する制御部と、前記光学装置の画像形成部により形成した画像を表示するモニタとを備えることを特徴とするモニタシステム。

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