JP2009189472A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡挿入部の更なる細径化および最小曲げ半径の小径化を実現可能とし、かつ、光ファイバーの破損、およびそれによる経時的な光出力の低下の問題を低減することのできる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡本体または処理装置に設けられた１または複数の半導体光源と、内視鏡本体に挿通された１または複数の内蔵物に、２以上の異なる形態で保持されて、半導体光源からの光を導波する、複数列の光ファイバーと、内視鏡本体の、観察対象物の内部に挿入される挿入部の先端内部に配置され、光ファイバーによって導波された半導体光源からの光の一部または全部を、蛍光体により所定波長の光に変換する１または複数の波長変換部とを備えることにより上記課題を解決する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

内視鏡は、その挿入部が人体等の生体内に挿入されて、臓器の診断や治療、標本の採取等に使用される。内視鏡の挿入部先端には、画像を取得するための撮像素子や、観察部位を照明するための照明光の出射口が設けられており、内視鏡内部には、撮像データ送信用のケーブルや、照明光伝達用ケーブルや、送気送水チューブや、鉗子挿入用チューブ等が内蔵されている。

従来の内視鏡装置では、プロセサー内にあるキセノンランプ等の光源からの光を内視鏡先端へ導く照明光伝達用ケーブルとして、非常に細いファイバー素線を数百から数千本束ねて可撓性を持たせたライトガイドが用いられている。また、内視鏡による照明の方法として、照明光による影や配光特性を考慮し、内視鏡スコープ先端の２箇所から光を出射して被検体を照明する方法が知られており、その場合は、２本のライトガイドが内視鏡に内蔵される。一般的な光源ランプは、発光面積が１ｍｍ程度ある。光源ランプからの光を効率よくライトガイドに結合させるために、ライトガイドの端面および断面は、光源ランプと同程度の直径を有する。

ところで、昨今、経鼻内視鏡が開発され実用化されているが、現在実用化されている経鼻内視鏡の挿入部の直径（外径）は５．９ｍｍであり、その内部に１ｍｍのライトガイドが２本挿入されるので、挿入部の部品密度は極めて高くなっている。
また、内視鏡の湾曲部は、例えば、最小曲げ半径Ｒ７．５ｍｍを要求される。したがって、上記１ｍｍ程度のライトガイドは、その屈曲に耐えなければならない。しかし、繰り返しの使用において、光ファイバー素線間の摩擦や、湾曲の内側と外側でのテンションの差などによって、一部の光ファイバー素線が破損するのは避けられず、長期の使用の間には有効本数が減少し、照明部における光出力が徐々に低下してしまう。

一方、内視鏡の照明光源として、キセノンランプ等に比べ消費電力が小さいレーザーダイオード（ＬＤ）を用い、光の伝達に光ファイバーを用いることが提案されている。例えば、特許文献１には、ＬＤからのレーザー光を光ファイバーでその先端に設けた蛍光部材へ伝え、蛍光部材で白色光に変換した光で観察部位を照明する内視鏡装置が記載されている。この光ファイバーは、単線ファイバーとすることができるとされている。

また、特許文献２には、内視鏡挿入部先端の蛍光部材が外れたり、光ファイバーが折れたりといった不調により、照明光が暗くなったときに、光源の発光を停止または減光状態として、内視鏡先端部の故障をユーザーに通知するとともに、暗い照明による輝度の低い画像表示を回避することが記載されている。

特開２００５−２０５１９５号公報 特開２００７−１７５４３３号公報

特許文献１に記載されるような、単線ファイバー（シングルコアファイバー）には、外径が１５５μｍのものもある。これは、従来のライトガイドに比べて１／６以下と極めて細い。そのような光ファイバーを用いることで、内視鏡挿入部の更なる細径化を図ることができる。また、本発明者らの検討結果によれば、光ファイバーは、細いほど屈曲性は高くなり、断線に強くなる。シングルコアファイバーであれば、光ファイバー間の摩擦等に起因する、繰り返し使用に伴う破損を減少させることもできる。

しかし、シングルコアファイバーであっても、内視鏡の屈曲に伴う、内視鏡内部での摺動による劣化や、座屈または破断の虞は皆無とは言えず、また、万一の強い衝撃や外的な要因（ゴミの混入等）により破損する可能性もある。また、シングルコアファイバーが他の内蔵物に比べて大幅に細径となるため、従来のバンドルの光ファイバーからなるライトガイドと同様の方法で、そのまま内視鏡内に装填したのでは、挿入部の湾曲時等に、他の内蔵物の間に挟み込まれたり、他の内蔵物間でよれたりして、ファイバーに過剰な負荷が掛かり、破損や劣化を生じさせる可能性がある。

また、２本のシングルコアファイバーを独立して内蔵させることで、そのうちの１本が断線したとしても、十分な品質の画像は取得できないものの、内視鏡の使用の安全は確保できる。しかしながら、２本とも断線してしまった場合には、視野が得られなくなり、内視鏡を体外へ引き出すときにも周囲画像の確認が困難になるなど、十分な安全性を保つのが難しくなる可能性もある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、従来のバンドルの光ファイバーからなるライトガイドを用いた従来の内視鏡装置に対し、内視鏡挿入部の更なる細径化および最小曲げ半径の小径化を実現可能とし、かつ、光ファイバーの破損、およびそれによる経時的な光出力の低下の問題を低減することのできる内視鏡装置を提供することにある。
特に、本発明は、複数本の光ファイバーを独立して配置させる場合に、その配置系統を異ならせることにより、複数本の光ファイバーが同時に断線することを防ぎ、使用上の高い安全性を確保できる内視鏡装置を提供する。

また、本発明の更なる目的は、上記に加え、万一、光ファイバーの一部が破損した場合にも、照明を停止させることなく、使用上の高い安全性を確保できる内視鏡装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、内視鏡本体と、処理装置とを備える内視鏡装置であって、前記内視鏡本体または前記処理装置に設けられた１または複数の半導体光源と、前記内視鏡本体に挿通された１または複数の内蔵物に、２以上の異なる形態で保持されて、前記半導体光源からの光を導波する、複数列の光ファイバーと、前記内視鏡本体の、観察対象物の内部に挿入される挿入部の先端内部に配置され、前記光ファイバーによって導波された前記半導体光源からの光の一部または全部を、蛍光体により所定波長の光に変換する１または複数の波長変換部とを備える内視鏡光源装置を提供する。

ここで、前記複数列の光ファイバーは、前記内視鏡本体内に挿通された第１内蔵物に保持されて、前記半導体光源からの光を導波する単一コアの第１光ファイバー、および、前記内視鏡本体内に挿通された第２内蔵物に保持されて、前記半導体光源からの光を導波する単一コアの第２光ファイバーを含むのが好ましい。

また、前記光ファイバーを保持する前記第１内蔵物および前記第２内蔵物は、撮像データ伝送用ケーブル、送気送水チューブ、または鉗子挿入用チューブであるのが好ましい。
また、前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーは、それぞれ、前記第１内蔵物および前記第２内蔵物の内部に挿入され、または、その外面に螺旋状に巻き付けて保持されるのが好ましい。

また、前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーは、少なくとも前記挿入部のアングル部において、それぞれ前記第１内蔵物および前記第２内蔵物に保持されるのが好ましい。
また、前記内視鏡本体は、前記内視鏡の前記アングル部よりも先端側かつ前記波長変換部の手前に、前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーによって導波された光を合流させる光合流回路を備えるのが好ましい。
さらに、前記光合流回路の先端側に、前記光合流回路によって合流された光を複数に分岐させる光分岐回路を備え、前記波長変換部は、前記光分岐回路によって分岐された光のそれぞれに対応して複数設けられるのが好ましい。

本発明によれば、複数の光ファイバーを、２以上の系統に分けて、独立して配置する構成としたことにより、複数の光ファイバーが同じように負荷を受けて損傷するのを防ぎ、複数の光ファイバーが同時に断線する可能性を低下させることができる。
また、内視鏡本体の他の内蔵物の内部に敷設し、または、他の内蔵部の外面に保持する構成としたことにより、細径であるシングルコアの光ファイバーを、衝撃や強い屈曲から保護することができ、破損や断線を生じ難くすることができる。

また、本発明の一態様によれば、半導体光源の発光を、内視鏡挿入部の少なくともアングル部（湾曲部）において、独立した複数の光ファイバーで導光する構成としたこと、さらには、内視鏡挿入部のアングル部よりも先端側で、複数の光ファイバーを結合して、光源からの光を合流させて照明部へ出射させる構成としたことにより、万一、光ファイバーの一本が途中断線した場合に於いても、照明光が停止することはなく、内視鏡の安全な使用を確保できる。

さらに、上記構成に加え、複数の光ファイバーを結合した後分岐して、光源からの光を合流させてから再度分岐させる構成としたことにより、万一、光ファイバーの一本が途中断線した場合に於いても、通常どおりの複数箇所からの発光を確保することができる。それにより、内視鏡の安全な使用を確保できることに加え、十分な品質の映像を得ることができる。

本発明に係る内視鏡装置を、添付の図面に示す好適実施例に基づいて、以下に詳細に説明する。

図１は、本発明の内視鏡装置の第１実施形態を示す模式図である。図１に示す内視鏡装置１０は、内視鏡本体１２（以下、単に内視鏡１２という。）と処理装置１４とを有している。図１では、内視鏡１２を模式的な断面図で示し、その内部の画像光学系の配置および光路を示している。また、図２は、図１の内視鏡１２の内部管路を示す模式的断面図である。なお、構成を分り易く示すために、図１および図２における内視鏡１２の寸法比率は、実際とは異ならせている。例えば、挿入部１６は、実際には、他の部分に比べて大幅に細く、かつ、観察部位に到達するのに十分な長さを有している。

内視鏡１２は、先端に小型テレビカメラ（ＣＣＤ）を搭載し、取得した画像情報を電気信号として処理装置１４へ伝送する、いわゆる電子内視鏡である。
図１に示すように、処理装置１４は、２つの半導体レーザー光源（半導体発光素子）ＬＤ１，ＬＤ２と、プロセッサ４６とを有する。プロセッサ４６は、内視鏡１２から伝送された電気信号（撮像信号）をデジタルの画像信号（映像信号）に変換し、画像処理して、テレビモニタ等の画像出力装置に供給する。なお、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２は、内視鏡１２のコネクタ部２２等に設けてもよい。

内視鏡１２は、体内に挿入される挿入部１６と、挿入部１６の先端のアングル操作や、挿入部１６の先端からの吸引、送気・送水等の操作を行うための操作部１８と、内視鏡１２を処理装置１４に接続するコネクタ部２２と、操作部１８とコネクタ部２２とをつなぐユニバーサルコード部２０とからなる。

挿入部１６は、可撓性を持つ軟性部２４と、アングル部２６と、先端部２８とから構成される。先端部２８には、観察部位へ光を照射する照射口３０と、観察部位の画像情報を取得する撮像素子（ＣＣＤ）３２および対物レンズ（図示しない。）が設けられている。

アングル部２６は、軟性部２４と先端部２８との間に設けられ、操作部１８からのワイヤ操作やアクチュエータの作動操作などにより湾曲可能な構成とされている。アングル部２６は、例えば、上方へは０度〜２１０度、下方へは０度〜９０度、左右へはそれぞれ０度〜１００度というように、その内視鏡１２が使用される部位等に応じて定められた任意の角度に湾曲でき、アングル部２６を湾曲させることで、先端部２８の照射口３０および撮像素子３２を目的とする観察部位に向けることができる。アングル部２６の最小曲げ半径は、例えばＲ７．５ｍｍとされている。

内視鏡１２の内部には、画像光学系部材として、２本の光ファイバー３４および３６と、１本のスコープケーブル４４が挿通されている。
光ファイバー３４および３６は、内視鏡１２の手元側（基端側）のコネクタ部２２が処理装置１４に接続されることにより、その基端が、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２にそれぞれ接続され、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザー光を内視鏡１２の先端へ向けて導波する。光ファイバー３４および３６は、コネクタ部２２からユニバーサルコード部２０を経て、挿入部１６のアングル部２６を過ぎるまでの間は、それぞれ独立に、並行して配置されており、アングル部２６を過ぎたところで光合流回路３８によって合流して、１本の光ファイバー４０とされている。

スコープケーブル４４は、先端が撮像素子３２に接続されており、内視鏡１２のコネクタ部２２が処理装置１４に接続されることにより、その基端が、プロセッサ４６に接続される。撮像素子３２によって取得された画像情報は、スコープケーブル４４を介してプロセッサ４６に送られる。スコープケーブル４４は、シールドケーブル（４７）に覆われて内視鏡１２内に挿通されている。

また、図２に示すように、内視鏡１２の内部には、コネクタ部２２から挿入部１６まで延びる送気チャンネル４８Ａおよび送水チャンネル４８Ｂと、送気チャンネル４８Ａおよび送水チャンネル４８Ｂが挿入部１６において合流して１本となった送気送水チャンネル４８と、操作部１８から挿入部１６へ延びる、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネル４９と、コネクタ部２２から挿入部１６へ延びて鉗子チャンネル４９と合流する吸引チャンネル５０とが挿通されている。

光ファイバー３４および３６（図１参照）は、単一コアを持つ同様の構成の光ファイバーである。図３に光ファイバー３４の一例の断面構成を示す。光ファイバー３４は、中心部から順に、コア５１、クラッド５２、ハードクラッド５４、ポリイミドの補強材５６、およびテフロン被覆５８を有している。例えば、コア５１を直径２００μｍとし、クラッド５２の厚さを３５μｍ、ハードクラッド５４を約５μｍ、ポリイミドの補強材５６を５〜１０μｍ、テフロン被覆５８を約１００μｍとすると、光ファイバー３４の直径は、およそ０．３〜０．５ｍｍとなる。これは、従来のライトガイドの直径の半分以下に相当する。

光ファイバー３４および３６として単一コアの光ファイバーを用いることで、従来のバンドルの光ファイバーを用いたライトガイドのように、光ファイバー間での摩擦を生じることがなく、実質的に強度を増すことができる。また、繰り返し使用に伴う光ファイバーの破損による経時的な光出力の低下という問題を防ぐことができる。さらに、内視鏡挿入部の細径化を大幅に促進することや、曲げ半径を小さくすることも可能となる。

光合流回路３８は、アングル部２６よりも先端側の先端部２８に設けられており、光ファイバー３４および３６によって送られてきた半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２からの光を合流させる。光合流回路３８としては、例えば、図１に示すようなＹ分岐回路を使用することができる。このＹ分岐回路は、部品点数が少なく構成が簡潔である点で好ましいが、光合流回路３８には、これ以外にも、２本の光導波路を近接させる方向性結合器を用いても良いし、プリズムを使うバルク型や、ファイバー型の光回路を用いても良い。単一コアの光ファイバー３４，３６を用いることにより、簡単な構成の光合流回路３８によって両ファイバー３４，３６を合流させることができる。

内視鏡装置１０では、光ファイバー３４および３６として単一コアの光ファイバーを用いているため、光合流回路３８によって光ファイバー３４，３６を先端部２８の短いスペースで結合することができる。
すなわち、従来光導波路として用いられているライトガイドは、多数の光ファイバーを束ねたバンドル状のものであるため、２本のライトガイドを結合して１本にするのは容易ではなく、構成が複雑になり、また、損失が大きいなどの問題から、効率よく合波することが難しい。そのため、内視鏡１２の先端部２８という限られた長さの中で合波することは極めて困難である。この困難性は、伝達光量の多い、太いライトガイドほど高い。

これに対し、本発明では、図１の内視鏡装置１０のように、光ファイバー３４および３６として、単一コアの光ファイバーを用いているため、Ｙ分岐回路等の比較的簡単な構成で、効率よく、複数の光ファイバーを結合することができる。そのような構成としたことにより、内視鏡１２のアングル部２６よりも先端側の先端部２８において、２本の光ファイバー３４，３６を結合し、光を合流させることを可能にしている。

光ファイバー３４および３６によって導波された光は、光合流回路３８で合波された後、蛍光体変換部４２に導入される。
挿入部１６の先端部２８の照射口３０近傍には、蛍光体変換部４２が設けられている。蛍光体変換部４２は、蛍光体を備えている。光合流回路３８で合波された光は、光ファイバー４０によって蛍光体変換部４２へ送られて、蛍光体変換部４２の蛍光体を励起する。蛍光体変換部４２は、励起光の一部をそれとは異なる波長の蛍光光に変換して出射するとともに、残りの励起光を透過させる。蛍光体変換部４２から出射された蛍光光と励起光が合わさって、例えば白色の照明光が得られる。この照明光は、照射口３０から発光して、観察部位を照射する。

例えば、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２に波長４４５ｎｍの青色の発光光源を用い、蛍光体変換部４２にＹＡＧ系の蛍光体、あるいはα−サイアロンと赤色領域で発光するＣａＳｉＳｉＮ₃ を用いて、半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光を励起光として蛍光体変換部４２を励起すると、蛍光体変換部４２からは、蛍光体変換部４２によって変換された赤から緑にわたる蛍光光と、蛍光体変換部４２を透過した青色の励起光とが出射される。この２つの光が合わさることで、照射口３０からは、白色の発光を得ることができる。

図４は、光ファイバー３４および３６の実装の様子を示す部分断面斜視図である。
光ファイバー３４は、図４に示すように、鉗子チャンネル４９に螺旋状に巻き付けた状態で、内視鏡１２内に装填される。鉗子チャンネル４９の外面に螺旋状に巻き付けることにより、光ファイバー３４は、アングル部２６の湾曲時等に座屈し難くなり、また、他の内蔵物の間に挟み込まれたり、他の内蔵物間でよれたりすることが極めて少なくなり、断線を生じ難くすることができる。光ファイバー３４は、鉗子チャンネル４９の外面に所々で適宜固定してもよい。

さらに、光ファイバー３４を鉗子チャンネル４９に巻き付けた後、その上から樹脂成形して、光ファイバー３４および３６をコーティングするのが好ましい。樹脂コーティングを施すことで、光ファイバー３４が保護されて、断線の可能性を減らすことができる。

光ファイバー３４の巻き付けのピッチは、挿入部１６のアングル部２６が最大に湾曲した時にも、光ファイバー３４の曲げ半径が許容範囲内となるように設定すればよい。また、光ファイバー３４は、鉗子チャンネル４９ではなく、送気送水チャンネル４８やシールドケーブル４７に巻き付けるようにしてもよい。

一方、光ファイバー３６は、図４に示すように、撮像データ伝送用ケーブルであるスコープケーブル４４のシールドケーブル４７（ＣＣＤ駆動制御ケーブル）の内部に挿通されて、内視鏡１２内に装填される。すなわち、光ファイバー３６は、内視鏡１２のコネクタ部２２の端部から挿入部１６の先端部２８まで、スコープケーブル４４と共にシールドケーブル４７に覆われている。光ファイバー３６は、シングルコア（単一コア）の極細径の光ファイバーであり、その外径が例えば０．３〜０．５ｍｍなので、スコープケーブル４４と共に既存のシールドケーブル４７内に収めることができる。

シールドケーブル４７によって保護されることにより、光ファイバー３６は、他の内蔵物の間に挟み込まれたり、他の内蔵物間でよれたりすることが極めて少なくなり、断線を生じ難くすることができる。また、光ファイバー３６を既設のシールドケーブル４７の内部に収容するので、挿入部１６を更に細径化することができる。また、光ファイバー３６をシールドケーブル４７の内部に収容するので、挿入部１６内の内蔵物の本数が減り、各内蔵物の動きが妨げられにくくになり、アングル部２６の湾曲動作の負荷が小さくなるという効果もある。

このように、内視鏡装置１０では、複数本のシングルコアファイバーを２組（２本）用意して、各々のファイバーに励起光を結合させ、別系統で、すなわち異なる伝播経路で、先端部へ導光する。一方の光ファイバー３４は、鉗子チャンネル４９に螺旋状に敷設し、他方の光ファイバー３６は、スコープケーブル４４のシールドケーブル４７内にストレートに敷設して、敷設方法に差を持たせることで、種々の曲げ形態における屈曲耐性を異ならせ、耐性に幅を持たせることができる。それにより、光ファイバー３４および３６における断線トラブルの同時発生の確率を極めて低くして、全体として、屈曲耐性を向上させることができる。

例えば、鉗子チャンネル４９内を抜き差しされる各種処置具により、鉗子チャンネル４９の壁に傷が付き、その外面に巻き付けられた光ファイバー３４までもが傷付いて断線してしまった場合にも、シールドケーブル４７内に敷設された光ファイバー３６によって、レーザー光を供給できる。

上述の例では、２本の光ファイバーを用いているが、内視鏡装置１０は、３本以上の
光ファイバーを備えても良い。その場合は、光ファイバーを２以上の異なる方法で配置すればよい。例えば、３本の光ファイバーのうち１本を、シールドケーブル４７の内部に配置し、残りの２本を、鉗子チャンネル４９に二重化して巻き付けてもよい。この場合は、鉗子チャンネル４９内を抜き差しされる各種処置具により、鉗子チャンネル４９の壁に傷が付き、その外面に巻き付けられた光ファイバー３４，３６までも傷つける可能性を考慮して、光ファイバー３４および３６は、間隔を空けて巻き付けるのが好ましい。また、例えば、２本の光ファイバーを、それぞれ、送気送水チューブ４８と鉗子チャンネル４９の外面に巻き付けて保持してもよい。

図１の内視鏡装置１０では、好ましい形態として、内視鏡１２のうち、小さい曲がり半径で、かつ頻繁に湾曲する箇所であるアングル部２６を通過するまでの間、２本の光ファイバー３４，３６を独立に並行して配置し、アングル部２６を通過した後に両光ファイバー３４，３６を合流させている。光ファイバーに最も負荷が掛かりやすいアングル部２６に、２本の光ファイバー３４，３６を配置し、しかもその敷設方法を異ならせているので、万一、光ファイバー３４および３６の一方が破損や途中断線した場合にも、他方まで破損する可能性は極めて低い。したがって、一方の光ファイバーが断線しても、光量は半減するものの、照明光がゼロになる（停止する）ことはなく、真っ暗にはならないので、内視鏡を引き出すときにも周囲画像の確認ができ、内視鏡１２の操作上の安全性を確保することができる。

なお、本発明は、複数の光源を複数の光ファイバーにそれぞれ接続し、それらを合流させることなく、そのまま挿入部１６の先端まで複数列で導光する形態にも適用できる。その場合でも、上記構成とすることにより、複数の光ファイバーが同時に断線するのを防止することができる。

また、光源として半導体レーザーを用いた場合に、素子劣化のモードとして、急速劣化と呼ばれるモードがあり、突発的に著しく光出力が低下することが知られている。しかし、内視鏡装置１０は、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２に接続されているので、万一、一方のレーザー光源が急速劣化した場合でも、光量は半減するものの、照明光はゼロにはならず、内視鏡１２の操作上の安全性を確保することができる。

さらに、内視鏡装置１０では、複数の半導体レーザー光源ＬＤを用いているので、各々の半導体レーザー光源ＬＤの駆動電流と光量をモニタすることで、劣化率の大きい素子は駆動電流を下げて劣化を抑え、劣化率の小さな素子の駆動電流を上げて、光量を確保することが出来る。

図１の内視鏡装置１０において、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２は、互いに異なる波長の光源としてもよい。例えば、光ファイバー３４および３６の一方で波長４４５ｎｍの光を導光し、他の一方で、蛍光体の励起効率の良い、波長４０５ｎｍの光を導光して、光の変換効率を向上させるのも好ましい。それにより、蛍光体変換部４２の発熱量を抑えることができ、安定した発光を得ることができる。そのほかにも、励起光の波長および蛍光体変換部４２の物性を選択することにより、内視鏡１２による観察の目的に応じた色の照明光を得るようにしても良い。

この場合には、光ファイバー３４および３６の一方が破損した場合や、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２の一方が急速劣化した場合などには、照明光の光量や波長（色調）は変わるが、照明光はゼロにはならないので、内視鏡１２の操作上の安全性を確保することができる。

また、上記の例では、蛍光体変換部４２によって、光源からの入力光（励起光）の一部を波長変換しているが、蛍光体を選択することにより、入力光の全部を波長変換して、観察に適した所望の色の出力光を得るようにしてもよい。すなわち、上記の例では、上述したように、蛍光体を青色光で励起し、青色光の一部を黄緑色と赤色の光へ変換し、残りの青色光（透過光）を併せて白色化しているが、さらに演色性を高めるためには、紫色光から紫外線（４００ｎｍ以下、例えば３８０ｎｍや３６５ｎｍ）で、ＲＧＢ３色の蛍光体を励起するのが望ましい。また、ＲＧＢにオレンジを加えるなど、蛍光体を更に増やすと、より一層演色性の高い望ましい出力光を得ることができる。

上記の例では、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２と、２本の光ファイバー３４，３６を用い、光源と光ファイバーとを一対一でつないで、光源から先端部２８までを２本の光ファイバー３４，３６で導光しているが、少なくともアングル部２６において、２本以上の光ファイバーを配置できれば、上記以外の構成としてもよい。例えば、３つ以上の光源からの光を３本以上の光ファイバーで光合流回路３８まで導波してもよい。また、光源の数と光ファイバーの本数は、同じでも異なっていてもよい。例えば、２つの光源からの光を分岐させて３本以上の光ファイバーで導波し、光合流回路３８で合流させてもよいし、４つの光源からの光を内視鏡１２の手前で２つずつ合流させて２本の光ファイバーで導波し、光合流回路３８で１つに合流させてもよい。さらに、比較的湾曲することの少ないコネクタ部２２から操作部１８までの間は、１本の光ファイバーで導光するようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本発明の内視鏡装置の第２実施形態を示す模式図である。図５には、内視鏡１２の挿入部１６の一部の内部構成と、コネクタ部２２の部分を模式的に示してある。第２実施形態では、上述した第１実施形態に加え、光ファイバー３４および３６に接続する半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２の設置箇所を異ならせている。

半導体レーザー光源ＬＤ１は、内視鏡１２内の鉗子チャンネル４９の入り口付近に設けられ、半導体レーザー光源ＬＤ１に接続された光ファイバー３４が、鉗子チャンネル４９の外周に巻き付けられて保持される。また、半導体レーザー光源ＬＤ２は、コネクタ部２２に設けられ、半導体レーザー光源ＬＤ２に接続された光ファイバー３６が、スコープケーブル４４と共にシールドケーブル４７の内部に収容される。

このように、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２を、振動、熱、力（負荷）、液体との接触など、作業環境の異なる、離れたところに設置し、２系統の光ファイバー３４，３６に独立して入光することで、万一の故障要因があったときにも、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２が同時に故障することを防ぎ、内視鏡先端での照明を確保することができる。また、半導体レーザー光源を内視鏡１２内に設けることによって、コネクタ部２２からの光ファイバーの引き出し本数を減らすことができ、コネクタ部２２の構成を簡素化、小型化できるという利点もある。
図５の例では、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２を共に内視鏡１２内に設置しているが、いずれか一方を内視鏡１２内に、もう一方を処理装置１４に設けてもよい。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の内視鏡装置の第３実施形態を示す模式図である。図６に示す内視鏡装置６０は、内視鏡６２の先端の２箇所から照明光を発光する。
現在の一般的な内視鏡では、視野内での照度ムラや影による見落としなどを防ぐために、内視鏡先端の照明光が２灯になっているものが多い。内視鏡装置６０は、そのような２灯式の内視鏡光源装置を提供する。

内視鏡装置６０は、内視鏡６２の先端部２８の構成以外は、上述した図１の内視鏡装置１０と同様の構成を有している。図６において、図１の内視鏡装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

内視鏡６２の先端部２８には、光合流分岐回路６４が設けられている。光合流分岐回路６４は、光ファイバー３４および３６を合流させた後、再び２つの光ファイバー４０Ａおよび４０Ｂに分岐させる。光合流分岐回路６４としては、上述の例の光合流回路３８と同様の、Ｙ分岐回路を２つ組み合わせたものや、プリズムを使うバルク型や、方向性結合器などの光導波路型、あるいはファイバー融着型の光回路を用いることができる。光合流分岐回路６４は、合流回路と分岐回路とが一体的に形成されたものを用いるのが、部品数が少なく組立が簡単である点で好ましいが、合流回路と分岐回路とを別体で用意し、それらを接続して先端部２８に配置するようにしてもよい。
先端部２８の端面には、２つの照射口３０Ａ，３０Ｂが設けられており、それら照射口３０Ａ，３０Ｂの近傍には、それぞれ、蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂが配置されている。

２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザー光は、２本の光ファイバー３４，３６で導波され、光合流分岐回路６４で１つに合流した後、再び２つに分岐する。分岐したレーザー光は、同様の波長成分（分光特性）を有し、それぞれが蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂを励起して、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を出射させる。

２本の光ファイバー３４，３６は、上述の第１実施形態と同様の方法で、内視鏡６２内に装填される。すなわち、光ファイバー３４は、鉗子チャンネル４９の外面に螺旋状に巻き付けられて保持されており、光ファイバー３６は、スコープケーブル４４のシールドケーブル４７の内部に挿通されているので、断線が生じ難い。

また、内視鏡装置６０では、仮に、２本の光ファイバー３４，３６の一方が、途中断線した場合にも、あるいは、２つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２の一方が、故障などの理由で発光停止した場合にも、他の一方のレーザー光源または光ファイバーにより、光源からのレーザー光は、光合流分岐回路６４まで導波され、光合流分岐回路６４で分岐されて、２つの蛍光体変換部４２Ａおよび４２Ｂの両方に入射するので、内視鏡先端部にある２個の蛍光体を発光させて、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を照射することができる。したがって、撮像の視野内は暗くはなるものの、影などの特に見にくい領域の発生を防ぐことができるとともに、内視鏡６２の挿入部１６を体内から取り出す際にも、映像を確認しながら安全かつ容易に取り出すことが出来る。

なお、図３の内視鏡装置６０においても、少なくとも、アングル部２６において、２本以上の光ファイバーで励起光を導波すればよく、光ファイバーを３本以上用いてもよいし、半導体レーザー光源を３つ以上用いてもよい。

内視鏡装置６０においても、半導体レーザー光源ＬＤ１およびＬＤ２を互いに異なる波長の光源としてもよい。各光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光は、光合流分岐回路６４によって、合流した後、同じ波長成分を持つ２つの流れに分岐することができ、蛍光体変換部４２Ａおよび４２Ｂに、同じ波長成分の光を照射して、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから同様の照明光を得ることができる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図７は、本発明の内視鏡装置の第４実施形態を示す模式図である。図７に示す内視鏡装置７０は、内視鏡７２と、処理装置７４とを有している。内視鏡７２は、図６の内視鏡装置６０における内視鏡６２と同様のものであり、先端から２灯で照明光を発光する。処理装置７４は、半導体レーザー光源を３つ備えている点が、図６の内視鏡装置６０における処理装置１４と異なっている。

半導体レーザー光源ＬＤを３つ以上備える場合は、各光源に対し光ファイバーを１本ずつ接続して、内視鏡１２の先端部まで導光してもよいが、光ファイバーの本数が増えるほど、光合流分岐回路６４が大きくなり、また、内視鏡７２内の光ファイバーの占有断面積も大きくなる。そのため、半導体レーザー光源ＬＤを３つ以上備える場合は、図７に示す内視鏡装置７０のように、半導体レーザー光源ＬＤに接続する光ファイバーを、内視鏡７２に挿入される手前の部分で合流した後、２本に分岐して、内視鏡７２に挿通するのが好ましい。

この内視鏡装置７０においても、光ファイバー３４，３６は、上記第１実施形態のように、内視鏡１２に挿通された他の内蔵物の内部または外面に保持されて装填されるので、断線し難い。
また、万一、２本の光ファイバー３４，３６の一方が途中断線した場合にも、照明光の光量は減るものの、内視鏡先端部にある２つの蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂを発光させて、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を照射することができる。また、３つの半導体レーザー光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のうちの一つが発光停止した場合でも、通常の半分以上の光量を確保でき、さらに、２つの光源が発光停止した場合でも真っ暗になることはない。

なお、図６および図７の例において、内視鏡６２、７２の先端部２８における照明装置の構成は、光合流分岐回路６４の分岐側を３つ以上に分岐するとともに、その数に対応する数の蛍光体変換部および照射口を設け、内視鏡先端の照明光を３灯以上としてもよい。

上記の各例では、２つ以上の半導体レーザー光源ＬＤを用いることとしたが、内視鏡使用中のレーザー光源ＬＤの寿命を保証できる場合や、万一停止しても直ぐに別の光源に交換できる場合には、１つの半導体レーザー光源ＬＤを用いる構成としてもよい。この場合は、半導体レーザー光源ＬＤからの光を内視鏡の手前で２つに分岐し、内視鏡の少なくともアングル部２６に、２本の光ファイバー３４，３６を配置するようにすればよい。半導体レーザー光源ＬＤの数を減らすことにより、コストを抑えることができる。

このように半導体レーザー光源ＬＤを１つとする例を、本発明の第５実施形態および第６実施形態として説明する。なお、何れの形態においても、光ファイバーの内視鏡への装填形態は、上述した形態と同様である。
図８は、本発明の内視鏡装置の第５実施形態を示す模式図である。図８に示す内視鏡装置８０は、図６に示した第３実施形態の内視鏡６２と同じく先端の照明光が２灯である内視鏡６２と、１つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびプロセッサ４６を備える処理装置８２とを有している。

本実施形態では、半導体レーザー光源ＬＤ１として、ブロードエリアレーザーと呼ばれる横モード・マルチのレーザー光源を使用する。半導体レーザー光源ＬＤ１の発光幅は、例えば５０〜１００μｍである。この半導体レーザー光源ＬＤ１からのレーザー光を絞ると細長く絞られ、光ファイバー３４，３６の端部をレーザー光の長手方向に接近して並べて、１つの半導体レーザー光源ＬＤ１からの光を２本の光ファイバー３４，３６に同時に入れることができる。

光ファイバー３４，３６に入った半導体レーザー光源ＬＤ１からのレーザー光は、光ファイバー３４，３６のそれぞれによって導波され、上述した図６の例と同様に、光合流分岐回路６４で１つに合流した後、再び２つの分岐する。分岐したレーザー光は、同様の波長成分（分光特性）を有し、それぞれが蛍光体変換部４２Ａ，４２Ｂを励起して、２箇所の照射口３０Ａ，３０Ｂから照明光を出射させる。

なお、内視鏡６２の先端部２８における照明装置の構成は、２灯のもの以外にも、図１の内視鏡装置１０における内視鏡１２のような１灯のものとしてもよいし、光合流分岐回路６４の分岐側を３つ以上に分岐するとともに、その数に対応する数の蛍光体変換部および照射口を設け、内視鏡先端の照明光を３灯以上としてもよい。また、半導体レーザー光源ＬＤ１からのレーザ光を、同時に３本以上の光ファイバーに入れて、内視鏡６２内を３本以上の光ファイバーで導波してもよい。

図９は、本発明の内視鏡装置の第６実施形態を示す模式図である。図９に示す内視鏡装置９０は、先端の照明光が２灯である内視鏡９２と、１つの半導体レーザー光源ＬＤ１およびプロセッサ４６を備える処理装置８２とを有している。

内視鏡９２は、コネクタ部２２に、光分岐回路９６を有している。光分岐回路９６は、内視鏡９２の外部へ延びて半導体レーザー光源ＬＤ１に接続される１本の光ファイバー９８と、２本の光ファイバー３４，３６とを接続して、光ファイバー９８によって送られてきた半導体レーザー光源ＬＤ１からの光を２つに分岐させる。この光分岐回路９６は、アングル部２６よりも基端側（コネクタ側）に配置することが重要であり、好ましくは、湾曲することが少なく、基端に近い、コネクタ部２２に配置するのがよい。また、光分岐回路９６は、処理装置９４に設け、内視鏡９２から延びる２本の光ファイバー３４，３６のそれぞれを、処理装置９４内の光分岐回路９６に接続するようにしてもよい。

内視鏡９２の上記部分以外の構成は、図８の内視鏡６２と同様であり、内視鏡６２の先端部２８における照明装置の構成は、２灯のもの以外にも、１灯または３灯以上としてもよいのも図８の内視鏡６２と同様である。また、光分岐回路９６において、半導体レーザー光源ＬＤ１からの光を３つ以上に分岐させて、内視鏡６２内を３本以上の光ファイバーで導波してもよい。

以上、本発明の内視鏡光源装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

本発明の第１実施形態を示す模式的断面図である。 図１の内視鏡の内部管路を示す模式的断面図である。 光ファイバーの一例を示す模式的断面図である。 内視鏡内の光ファイバの装填例を示す図である。 本発明の第２実施形態を示す模式図である。 本発明の第３実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の第４実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の第５実施形態を示す模式的断面図である。 本発明の第６実施形態を示す模式的断面図である。

符号の説明

１０、６０、７０、８０、９０ 内視鏡装置
１２、６２、７２、９２ 内視鏡（本体）
１４、７４、８２、９４ 処理装置
１６ 挿入部
１６Ａ 外皮
１８ 操作部
２０ ユニバーサルコード部
２２ コネクタ部
２４ 軟性部
２６ アングル部（湾曲部）
２８ 先端部
３０、３０Ａ、３０Ｂ 照射口
３２ 撮像素子（ＣＣＤ）
３４、３６、４０、４０Ａ、４０Ｂ、９８ 光ファイバー
３８ 光合流回路
４２、４２Ａ、４２Ｂ 蛍光体変換部
４４ スコープケーブル
４６、７６ プロセッサ
４７ シールドケーブル
４８ 送気送水チャンネル
４９ 鉗子チャンネル
５０ 吸引チャンネル
５１ コア
５２ クラッド
５４ ハードクラッド
５６ 補強材
５８ テフロン被覆
６４ 光合流分岐回路
９６ 光分岐回路

Claims (7)

1. 内視鏡本体と、処理装置とを備える内視鏡装置であって、
   前記内視鏡本体または前記処理装置に設けられた１または複数の半導体光源と、
   前記内視鏡本体に挿通された１または複数の内蔵物に、２以上の異なる形態で保持されて、前記半導体光源からの光を導波する、複数列の光ファイバーと、
   前記内視鏡本体の、観察対象物の内部に挿入される挿入部の先端内部に配置され、前記光ファイバーによって導波された前記半導体光源からの光の一部または全部を、蛍光体により所定波長の光に変換する１または複数の波長変換部とを備える内視鏡光源装置。
2. 前記複数列の光ファイバーは、
   前記内視鏡本体内に挿通された第１内蔵物に保持されて、前記半導体光源からの光を導波する単一コアの第１光ファイバー、および、
   前記内視鏡本体内に挿通された第２内蔵物に保持されて、前記半導体光源からの光を導波する単一コアの第２光ファイバーを含む請求項１に記載の内視鏡光源装置。
3. 前記光ファイバーを保持する前記第１内蔵物および前記第２内蔵物は、撮像データ伝送用ケーブル、送気送水チューブ、または鉗子挿入用チューブである請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーは、それぞれ、前記第１内蔵物および前記第２内蔵物の内部に挿入され、または、その外面に螺旋状に巻き付けて保持されることを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の視鏡装置。
5. 前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーは、少なくとも前記挿入部のアングル部において、それぞれ前記第１内蔵物および前記第２内蔵物に保持される請求項２〜４のいずれかに記載の内視鏡装置。
6. 前記内視鏡本体は、前記内視鏡の前記アングル部よりも先端側かつ前記波長変換部の手前に、前記第１光ファイバーおよび前記第２光ファイバーによって導波された光を合流させる光合流回路を備える請求項２〜５のいずれかに記載の内視鏡装置。
7. 前記光合流回路の先端側に、前記光合流回路によって合流された光を複数に分岐させる光分岐回路を備え、
   前記波長変換部は、前記光分岐回路によって分岐された光のそれぞれに対応して複数設けられる請求項６に記載の内視鏡光源装置。

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