JP2011072424A - 投光ユニット、及びこれを搭載した医療機器、並びに内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境によらず照明光強度の低下を招くことのない投光ユニット及びこれを備えた医療機器及び内視鏡装置を提供する。
【解決手段】医療機器先端部に配置されて光を照射する投光ユニット７１であって、光源からの光を先端部まで導いて出射する導光部材５５と、導光部材５５から出射される光を受けて波長変換する波長変換部材５７と、波長変換部材５７の外周を覆うと共に、一端側が導光部材５５を延出させた状態で封止され、他端側が開口部を有する外筒部材７３と、外筒部材７３の他端側を封止する透光性部材７５と、を備え、波長変換部材５７の外側に、波長変換部材５７により波長変換された光を反射する金属反射膜７７を設け、この金属反射膜７７が外筒部材７３内に封止される構成にした。
【選択図】図４

Description

本発明は、投光ユニット、及びこれを搭載した医療機器、並びに内視鏡装置に関する。

生体内部の観察や治療等を行うための医療用内視鏡を始めとする内視鏡装置においては、内視鏡挿入部の先端に照明窓と観察窓が配設され、照明窓から照明光を出射して観察窓を通じて観察画像を取得するようになっている。照明窓には、例えば、キセノンランプ等の光源装置からの光が光ファイババンドル等の導光部材によって導かれ、出射するようになっている。近年、このような光源装置を利用する照明光に代えて、レーザ光源を用い、内視鏡挿入部先端に配置した蛍光体を励起発光させて照明光を生成するものが利用されつつある。

また、内視鏡装置は、より高精細な撮像画像の取得や高フレームレートでの撮像の要望が強く、高強度な照明光が必要とされている。そのため、上記の蛍光体の周囲には、励起発光した光を照明光として有効に利用するため、高反射率の反射膜を設けることが望ましい。この高反射率の反射膜としては、一般に、銀、アルミ等の金属膜が適していることが知られている。

ところが、内視鏡挿入部の内部は、体腔内に挿入する際に高湿となる上、湾曲部等の摺動部には二硫化モリブデンを含むグリースが潤滑剤として利用されており、さらに、医療用内視鏡装置においては、検査使用後に過酢酸等を含む殺菌消毒薬に浸す洗浄処理が施される。そのため、内視鏡挿入部の内部では、水分や薬品に弱い蛍光体は劣化し易く、金属反射膜は酸化や硫化によって反射率が低下し易い環境となる。例えば、銀は酸化や硫化により黒化して、アルミは酸化により白濁する。そのため、高反射率の金属膜を反射率を低下させずに使用し続けることは困難となり、また、光ファイバの出射端では、固定、放熱、密着等の目的で広く使用されているシリコーン系の接着剤から揮発したシロキ酸が堆積し、これによっても光量の低下を招くことになる。

特開平７−２８９５１３号公報

本発明は、使用環境によらず照明光強度の低下を招くことのない投光ユニット、及びこれを搭載した医療機器、並びに内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成からなる。
（１） 医療機器先端部に配置されて光を照射する投光ユニットであって、
光源からの光を先端部まで導いて出射する導光部材と、
前記導光部材から出射される光を受けて波長変換する波長変換部材と、
前記波長変換部材の外周を覆うと共に、一端側が前記導光部材を延出させた状態で封止され、他端側が開口部を有する外筒部材と、
前記外筒部材の他端側を封止する透光性部材と、
を備え、
前記波長変換部材の外側に、該波長変換部材により波長変換された光を反射する金属反射膜が設けられ、該金属反射膜が前記外筒部材内に封止されている投光ユニット。
（２） 上記投光ユニットが搭載された医療機器。
（３） 上記医療機器として構成され、
被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端で、被検体内を観察するための観察窓を挟んだ両脇側に、少なくとも一対の前記投光ユニットを配置した内視鏡装置。

本発明の投光ユニット、及びこれを搭載した医療機器、並びに内視鏡装置によれば、金属反射膜を用いても反射特性が低下せず、また、蛍光体の劣化を招くことなく、常に高強度の照明光を安定して得ることができる。

本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置の概念的なブロック構成図である。 図１に示す内視鏡装置の一例としての外観図である。 紫色レーザ光源からの紫色レーザ光と、青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルとを示すグラフである 投光ユニットの基本的な構成例を示す断面図である。 多層構造を有する蛍光体の構成図である。 内視鏡先端部の概略的な構成を示す斜視図である。 図６に示す内視鏡先端部の分解図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 投光ユニットの第１の変形例を示す断面構成図である。 投光ユニットの第２の変形例を示す断面図である。 図１０に示す投光ユニットを内視鏡先端部に配置する場合の光源との接続の様子を示すブロック図である。 投光ユニットの第３の変形例を示す断面図である。 投光ユニットの第４の変形例を示す断面図である。 内視鏡先端部の概略的な構成を示す斜視図である。 図１４に示す内視鏡先端部の分解図である。 投光ユニットを鉗子孔に挿入した例を示す構成図である。 （Ａ）は蛍光体に光ファイバを接続した状態を示す工程説明図、（Ｂ）は蛍光体の側面と背面に金属反射膜を製膜した状態を示す工程説明図、（Ｃ）は蛍光体と金属反射膜をガラス封止した状を示す工程説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置の概念的なブロック構成図、図２は図１に示す内視鏡装置の一例としての外観図である。
図１、図２に示すように、医療機器の一つである内視鏡装置１００は、内視鏡１１と、この内視鏡１１が接続される制御装置１３とを有する。制御装置１３には、画像情報等を表示する表示部１５と、入力操作を受け付ける入力部１７が接続されている。内視鏡１１は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部１９の先端から照明光を出射する照明光学系と、被観察領域を撮像する撮像素子２１（図１参照）を含む撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。

また、内視鏡１１は、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（図２参照）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２５Ａ，２５Ｂを備える。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。

内視鏡挿入部１９は、可撓性を持つ軟性部３１と、湾曲部３３と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３５から構成される。内視鏡先端部３５には、図１に示すように、被観察領域へ光を照射する照射口３７Ａ，３７Ｂと、被観察領域の画像情報を取得する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が配置されている。また、撮像素子２１の受光面には対物レンズユニット３９が配置される。

湾曲部３３は、軟性部３１と先端部３５との間に設けられ、図２に示す操作部２３に配置されたアングルノブ２２の回動操作により湾曲自在にされている。この湾曲部３３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３５の照射口３７Ａ，３７Ｂ及び撮像素子２１の観察方向を、所望の観察部位に向けることができる。また、内視鏡挿入部１９の照射口３７Ａ，３７Ｂの内部構造については、詳細を後述する。

制御装置１３は、内視鏡先端部３５の照射口３７Ａ，３７Ｂに供給する照明光を発生する光源装置４１と、撮像素子２１からの画像信号を画像処理するプロセッサ４３とを備え、コネクタ部２５Ａ，２５Ｂを介して内視鏡１１に接続される。また、プロセッサ４３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４３は、内視鏡１１の操作部２３や入力部１７からの指示に基づいて、内視鏡１１から伝送されてくる撮像信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示部１５へ供給する。

光源装置４１は、中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光源（白色照明用光源）４５と、中心波長４０５ｎｍの紫色レーザ光源（特殊光光源）４７とを発光源として備えている。これら各光源４５，４７の半導体発光素子ＬＤ１，ＬＤ２からの発光は、光源制御部４９により個別に制御されており、青色レーザ光源４５の出射光と、紫色レーザ光源４７の出射光の光量比は変更自在になっている。

青色レーザ光源４５及び紫色レーザ光源４７は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。

これら各光源４５，４７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を介してコネクタ部２５Ａに伝送される。なお、これに限らず、コンバイナ５１とカプラ５３を用いずに各光源４５，４７からのレーザ光を直接コネクタ部２５Ａに送出する構成であってもよい。

中心波長４４５ｎｍの青色レーザ光、及び中心波長４０５ｎｍの紫色レーザ光が合波され、コネクタ部２５Ａまで伝送されたレーザ光は、光ファイバ５５Ａ，５５Ｂによって、それぞれ内視鏡１１の内視鏡先端部３５まで伝搬される。そして、青色レーザ光は、内視鏡先端部３５の光ファイバ５５Ａ，５５Ｂの光出射端に配置された波長変換部材である蛍光体５７を励起して蛍光を発光させる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体５７を透過する。紫色レーザ光は、蛍光体５７を略励起させることなく透過して、狭帯域波長の特殊光観察用の照明光となる。

光ファイバ５５Ａ，５５Ｂは、マルチモードファイバであり、一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用できる。

蛍光体５７は、青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇）等の蛍光体）を含んで構成される。これにより、青色レーザ光を励起光とする緑色〜黄色の励起光と、蛍光体５７により吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色（疑似白色）の照明光となる。本構成例のように、半導体発光素子を励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。

上記の蛍光体５７は、レーザ光の可干渉性により生じるスペックルに起因して、撮像の障害となるノイズの重畳や、動画像表示を行う際のちらつきの発生を防止できる。また、蛍光体５７は、蛍光体を構成する蛍光物質と、充填剤となる固定・固化用樹脂との屈折率差を考慮して、蛍光物質そのものと充填剤に対する粒径を、赤外域の光に対して吸収が小さく、かつ散乱が大きい材料で構成することが好ましい。これにより、赤色や赤外域の光に対して光強度を落とすことなく散乱効果が高められ、光学的損失が小さくなる。

図３は、紫色レーザ光源４７からの紫色レーザ光と、青色レーザ光源４５からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体５７により波長変換された発光スペクトルとを示すグラフである。紫色レーザ光は、中心波長４０５ｎｍの輝線（プロファイルＡ）で表される。また、青色レーザ光は、中心波長４４５ｎｍの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体５７からの励起発光光は、概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域で発光強度が増大する分光強度分布となる。この励起発光光と青色レーザ光によるプロファイルＢによって、前述した白色光が形成される。

ここで、本明細書でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、基準色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含むものとする。

この内視鏡装置１００では、プロファイルＡとプロファイルＢとの発光強度を光源制御部４９により相対的に増減制御して、任意の輝度バランスの照明光を生成することもできる。

再び図１に戻り説明する。上記のように青色レーザ光と蛍光体５７からの励起発光光による白色光、及び紫色レーザ光による狭帯域光からなる照明光は、内視鏡１１の先端部３５から被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子を対物レンズユニット３９により撮像素子２１の受光面上に結像させて撮像する。

撮像後に撮像素子２１から出力される撮像画像の画像信号は、スコープケーブル５９を通じてＡ／Ｄ変換器６１に伝送されてデジタル信号に変換され、コネクタ部２５Ｂを介してプロセッサ４３の画像処理部６３に入力される。画像処理部６３は、デジタル信号に変換された撮像素子２１からの撮像画像信号に対して、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輪郭強調、色補正等の各種処理を施す。画像処理部６３で処理された撮像画像信号は、制御部６５に送られて、制御部６５で各種情報と共に内視鏡観察画像にされて表示部１５に表示され、必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部６７に記憶される。

次に、内視鏡挿入部１９の先端部３５に配置され、照明光を出射する投光ユニット７１について詳細に説明する。
投光ユニット７１の基本的な構成例を図４に示した。図１に示す２つの投光ユニット７１は、それぞれ同一の構成を有している。図４に示すように、投光ユニット７１は、光源装置４１からの光をコネクタ部２５Ａから内視鏡先端部３５まで導き、先端の光出射端から出射する導光部材としての光ファイバ５５と、光ファイバ５５から出射される光を受けて励起発光する蛍光体５７とを有する。また、蛍光体５７の外周を覆うと共に、一端側が光ファイバ５５を延出させた状態で封止され、他端側が開口部を有する外筒部材７３と、外筒部材７３の他端側を封止する透光性部材であるサファイアガラス７５とを有する。また、蛍光体５７の外側には、蛍光体５７により発光した光を反射する金属反射膜７７が配置されている。投光ユニット７１は、金属反射膜７７が外筒部材７３の中に封止され、外筒部材７３の外部には表出しない構造となっている。

外筒部材７３の内部には、光ファイバ５５を支持する連通孔が穿設されたフェルール７９が設けられ、光ファイバ５５を外筒部材７３の中心軸上に保持している。

また、蛍光体５７は、光ファイバ５５の光出射端から離間した位置に配置され、光ファイバ５５からの出射光が隙間領域８１で拡散されて広いビーム径になった後に蛍光体５７へ照射されるようにしている。これにより、外光による蛍光体５７の発光（一次励起）に寄与する体積を増加させ、発光効率をより高めている。

金属反射膜７７は、外筒部材７３の内周面における、蛍光体５７の外周面との間及び隙間領域８１に形成され、また、フェルール７９の蛍光体５７に対面するフェルール側面７９ｂに形成されている。つまり、金属反射膜７７は、蛍光体５７の光ファイバ５５からの光導入部分と、透光性部材７５に対面する部分とを除く蛍光体５７の外側に形成され、これにより、蛍光体５７からの発光光を、金属反射膜７７により繰り返し反射させて、高い光利用効率でサファイアガラス７５側へ出射させている。

この金属反射膜７７は、メッキ、蒸着、スパッタ等により形成される薄膜状の反射膜である。

外筒部材７３は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、銅−タングステン合金、銅−モリブデン系複合材料、リン青銅等の硬質材料、或いはカーボンからなるスリーブで、外筒部材７３の一端部の開口部は、サファイアガラス７５を接着剤８２により固定することで封止し、他端部は、光ファイバ５５を接着剤８３に貫通させた状態で封止した密封構造となっている。これらの接着剤８２，８３としては、シロキ酸揮発のない例えばエポキシ系接着剤等が利用できる。また、外筒部材７３を上記金属材料のような高熱伝導率材料で形成することで、蛍光体５７付近で生じる熱をいち早く拡散させることができ、局所的な加熱を防止できる。

金属反射膜７７は、銀やアルミニウムが利用でき、特に銀は反射率が高いことから望ましい。銀を金属反射膜７７に用いる場合には、銀の表面に有機系硫化防止層を形成したり、銀にビスマスを添加して反射性、耐食性を向上させることもできる。また、十分な厚みを確保することができれば、金属反射膜７７に代えてアルミナ反射膜を用いることもできる。

上記構成の投光ユニット７１の基本構成によれば、光ファイバ５５の光軸と平行に、蛍光体５７とサファイアガラス７５とがこの順で配置されることで、光ファイバ５５から出射された光を、前方へ高効率で照明光として出射させることができる。

なお、外筒部材７３は、上記のフェルール７９を別部品として内装する構成であるが、これに代えて、スリーブの一端側に光ファイバ５５を中心軸に支持するための肉厚部を形成した構成にしてもよく、この場合は部品点数が減り、組立工程を簡単にできる。

また、蛍光体５７は、図５に示すように、光ファイバ５５の光出射端に対面する側から反対側の出射面側にかけて拡径する、略円錐状の中心層８５と、その外側層８６の多層構造として、中心層８５を蛍光体材料の配合密度を高く、外側層８６を低くする構成としてもよい。この場合、光ファイバ５５からの光が蛍光体５７Ａ内を中心層８５に沿って透過することで、高効率で蛍光体５７Ａを発光させることができる。また、外側層８６に光拡散材を混在させておけば、中心層８５等からの発光が蛍光体５７Ａの全体に拡散されてより均等な発光が得られる。

次に、上記の投光ユニット７１を搭載した内視鏡の具体的な構成例を説明する。
図６は内視鏡先端部の概略的な構成を示す斜視図、図７は図６に示す内視鏡先端部の分解図である。
図６、図７に示すように、内視鏡先端部３５は、長手方向に沿って複数の穿設孔が形成されたステンレス鋼等からなる先端硬性部８７に、前述の投光ユニット等の各種部品が取り付けられて構成される。先端硬性部８７は、図１に示した撮像素子２１を含む撮像光学系が収容される穿設孔８７ａを有し、この穿設孔８７ａを中心とするその両脇側に形成された穿設孔８７ｂ，８７ｃに投光ユニット７１Ａ，７１Ｂがそれぞれ挿入される。

また、先端硬性部８７の先端側には先端ゴムキャップ８９が被せられ、また、先端硬性部８７の外周には図示はしない外皮チューブが被せられる。先端ゴムキャップ８９には先端硬性部８７の各穿設孔８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，・・・に対応した穿設孔８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，・・・が形成されて、対物レンズユニット３９による観察窓や、投光ユニット７１Ａ，７１Ｂの照射口３７Ａ，３７Ｂを開口させている。

ここで、図８に図６のＡ−Ａ断面図を示した。投光ユニット７１Ａ，７１Ｂは、先端硬性部８７の穿設孔８７ｂ、８７ｃに挿入させた後、穿設孔８７ｂ，８７ｃと連通する一対の横孔９１（図６，図７参照）から止めネジ（イモビス）９３で締め付けることで、投光ユニット７１Ａ，７１Ｂが先端硬性部８７に固定される。

上記構成の投光ユニット７１Ａ，７１Ｂによれば、蛍光体５７とその外側の金属反射膜７７とが外筒部材７３の内部に一体に収容された状態で封止されているので、内視鏡挿入部１９の内部環境が、高湿であったり、二硫化モリブデンを含むグリースが近傍に塗布されていたり、殺菌消毒液が一部に侵入することがあっても、投光ユニット７１Ａ，７１Ｂの内部に影響が及ぶことがない。従って、金属反射膜７７が硫化又は酸化したり、蛍光体が劣化する等の照明光強度が低下する要因が排除され、安定した高輝度の照明光の供給が可能となる。

また、投光ユニット７１Ａ，７１Ｂは、先端硬性部８７の穿設孔８７ｂ，８７ｃに挿通された状態で止めネジ９３によって固定するので、投光ユニット７１Ａ，７１Ｂの交換が容易となり、内視鏡のメンテナンス性が向上する。つまり、内視鏡の長期使用により照明光強度の減衰や色調の変化等の症状が現れたときに、新しい投光ユニットへの取り換えが簡単に行える。

次に、投光ユニットの他の構成例について順次説明する。
図９は投光ユニットの第１の変形例を示す断面構成図である。この投光ユニット７２Ａは、図４に示す投光ユニット７１を、外筒部材７３と管状部材９７との二重管構造にしている。つまり、外筒部材７３の内側に、光ファイバ５５を保持するフェルール７９と蛍光体５７とを固定する管状部材９７が一体となって収容されて、フェルール側面７９ｂ及び管状部材９７内側のフェルール側面７９ｂから蛍光体５７側の開口９７ａまでの範囲に金属反射膜７７を形成している。なお、以降の説明では、図４に示す部材と同じ部材に対しては同一の符号を付与することで、その説明を簡略化又は省略する。

この投光ユニット７２Ａの構成によれば、一端側がサファイアガラス７５を接着剤８２で封止した外筒部材７３と、管状部材９７に一体に接続されるフェルール７９、蛍光体５７、金属反射膜７７の発光体ユニット９９と、をそれぞれ個別に組み立て、その後にこれらを組み合わせて投光ユニット７２Ａに仕上げることができる。即ち、組み立てた発光体ユニット９９を、一端側が封止された外筒部材７３内に挿入し、光ファイバ５５の導出側を外筒部材７３の内周面との間で接着剤８３により密封することで、図９に示す投光ユニット７２Ａが作製される。これによれば、製造工程の分割が可能となり、また、いずれか一方、或いは双方を作り置きすることもでき、製造時のタクトアップが図られる。

なお、発光体ユニット９９は、外筒部材７３の内周面との間に図示しない充填剤や接着剤を封入することで、外筒部材７３に対して固定される。

次に、投光ユニットの第２の変形例を説明する。
図１０は投光ユニットの第２の変形例を示す断面図である。この投光ユニット７２Ｂは、図９に示す発光体ユニット９９を複数（図示例では２つ）、外筒部材７３内に封止した構造としている。各発光体ユニット９９Ａ，９９Ｂの光軸は、互いに傾斜させて配置しており、投光ユニット７２Ｂの出射光軸が交差することで、より均等に広い範囲を照明することが可能となる。

図１１は、図１０に示す投光ユニット７２Ｂを内視鏡先端部に配置する場合の光源との接続の様子を示すブロック図である。図１０に示す投光ユニット７２Ｂを一対、図６〜図８に示す内視鏡に組み込む場合は、片側の投光ユニット７２Ｂから２本の光ファイバ５５−Ａ，５５−Ｂが導出された合計４本の光ファイバが、カプラ５３に接続される。光源４５，４７からの光は、合波された後、カプラ５３から分岐された各光ファイバ５５−Ａ，５５−Ｂによって、それぞれ内視鏡先端部の投光ユニット７２Ｂの対にそれぞれ分波されて伝送される。これにより、各投光ユニット７２Ｂに均等な照明光が供給され、各発光体ユニット９９Ａ，９９Ｂから均等に出射されることになる。

次に、投光ユニットの第３の変形例を説明する。
図１２は投光ユニットの第３の変形例を示す断面図である。この投光ユニット７２Ｃは、図１０に示す投光ユニット７２Ｂの一方の発光体ユニット９９Ｂを、蛍光体５７に代えて光偏向・拡散部材１０１を用いて発光体ユニット９９Ｃとした点の他は、投光ユニット７２Ｂと同様の構成である。

この発光体ユニット９９Ｃは、光ファイバ５５−Ｂに蛍光体５７の励起光とは異なる種類の光を導入して、波長変換することなく拡散光として出射する。各光ファイバと光源との接続を図１１に示す接続形態とした場合、白色照明用光源４５を点灯させたときは、光ファイバ５５−Ａを通じて発光体ユニット９９Ａから出射し、特殊光光源４７を点灯させたときは、光ファイバ５５−Ｂを通じて発光体ユニット９９Ｃから出射する。

光偏向・拡散部材１０１は、特殊光光源４７からのレーザ光を透過させる材料であればよく、例えば透光性を有する樹脂材料やガラス等が用いられる。さらには、光偏向・拡散部材１０１は、樹脂材料やガラスの表面等に、微小凹凸や屈折率の異なる粒子（フィラー等）を混在させた光拡散層を設けた構成や、半透明体の材料を用いた構成としてもよい。これにより、光偏向・拡散部材１０１から出射する透過光は、所定の照射領域内で光量が均一化された狭帯域波長の照明光となる。

この投光ユニット７２Ｃの構成によれば、特殊光光源４７からの光を蛍光体５７を通じて照射する場合と比較して、蛍光体５７の無用な励起によるエネルギロスがなくなり、より高強度の光が出射可能となる。また、僅かに励起発光する蛍光体５７からの光が、観察画像に色むら等のノイズとなって現れることを防止できる。

次に、投光ユニットの第４の変形例を説明する。
図１３は投光ユニットの第４の変形例を示す断面図である。この投光ユニット７２Ｄは、図９に示す投光ユニット７２Ａに加えて、光ファイバ５５−Ｂと、光ファイバ５５−Ｂを保持するフェルール７９と、このフェルール７９のフェルール側面７９ｂに金属反射膜７７を形成した発光体ユニット９９Ｄを備えている。また、外筒部材７３の開口部に配置されるサファイアガラス７５に代えて、前述の光偏向・拡散部材１０１と同様の光偏向・拡散部材１０３を配置している。

この投光ユニット７２Ｄの構成によれば、図１２に示す投光ユニット７２Ｃよりも部品点数を少なくでき、小型化に有利な構成にできる。

以上の投光ユニットの変形例２〜４の構成は、一本の投光ユニット内に複数の発光体ユニットを配置して、複数の出射光軸を設けた構成であるが、内視鏡先端部に更に複数の投光ユニットを設けて、照明光の出射光軸を増設した構成としてもよい。ここでは、内視鏡先端部の撮像光学系が収容される穿設孔８７ａを中心とする両脇側に、二対（合計４本）の投光ユニットを配置した構成例を説明する。

図１４は内視鏡先端部の概略的な構成を示す斜視図、図１５は図１４に示す内視鏡先端部の分解図である。
本構成例においては、図１４、図１５に示すように、内視鏡先端部３５の先端硬性部８７に投光ユニットを合計４本設けてある。先端硬性部８７は、図１に示した撮像素子２１を含む撮像光学系が収容される穿設孔８７ａを有し、この穿設孔８７ａを中心とするその両脇側に形成された穿設孔８７ｂ１、８７ｃ１に、例えば図４に示す構成の投光ユニット７１Ａ，７１Ｂがそれぞれ挿入され、穿設孔８７ｂ２，８７ｃ２に投光ユニット７１Ｃ，７１Ｄがそれぞれ挿入される。

また、各投光ユニット７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７４１Ｄは、投光ユニット７１Ａ，７１Ｂの組から同種の光が出射され、また、投光ユニット７１Ｃ，７１Ｄの組から同種の光が出射されるように、それぞれ光源と接続されている。

上記構成により、撮像光学系を挟んだ両脇側から同種の光が照射され、照明むらが低減された均一な照明光が得られる。

以上説明した各投光ユニットの構成によれば、内視鏡先端部に対して着脱自在に配置することができ、投光ユニットを収容する穿設孔を任意に位置に配置する等、内視鏡先端部の設計自由度が高められる。また、投光ユニットが細径の外筒部材に一体化された構成となっているため、細径の照明器具としても利用できる。例えば、図１６に示すように、内視鏡挿入部１９の鉗子孔１０５に投光ユニット７１を挿入して、内視鏡先端部３５から突出させて任意の位置に光照射することもできる。特に、光線力学療法（Photodynamic Therapy : PDT）等への利用も好適に行える。

また、投光ユニットの構成としては、上記の各構成の他、蛍光体の外側に配置される金属反射膜をガラス封止することも可能である。図１７（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）に蛍光体と金属反射膜をガラス封止する工程を示した。

図１７（Ａ）に示すように、蛍光体５７に光ファイバ５５を接続した状態で、図１７（Ｂ）に示すように蛍光体５７の側面と背面に金属反射膜７７をメッキ、蒸着、スパッタ等により製膜する。そして、蛍光体５７の表面に金属反射膜７７が形成された状態で、図１７（Ｃ）に示すように、金属反射膜７７及び蛍光体５７の外周を化学的に安定なガラスにより封止する。

この構成によれば、金属反射膜７７が蛍光体５７の外側に製膜された状態でガラス封止されるため、金属反射膜７７の変質や蛍光体５７の劣化が生じにくくなる。これにより、使用環境によらずに、常に安定した高輝度の光照射が可能となる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。例えば、内視鏡装置は電子内視鏡に限らず、ファイバースコープであってもよい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 医療機器先端部に配置されて光を照射する投光ユニットであって、
光源からの光を先端部まで導いて出射する導光部材と、
前記導光部材から出射される光を受けて波長変換する波長変換部材と、
前記波長変換部材の外周を覆うと共に、一端側が前記導光部材を延出させた状態で封止され、他端側が開口部を有する外筒部材と、
前記外筒部材の他端側を封止する透光性部材と、
を備え、
前記波長変換部材の外側に、該波長変換部材により波長変換された光を反射する金属反射膜が設けられ、該金属反射膜が前記外筒部材内に封止されている投光ユニット。
この投光ユニットによれば、光反射率の高い金属反射膜を用いても、金属反射膜が外筒部材内に封止されているため、酸化や硫化による反射率の低下を生じることがなく、使用環境によらず常に高強度の照明光を出射することができる。

（２） （１）の投光ユニットであって、
前記金属反射膜が、前記波長変換部材の前記導光部材からの光導入部分と前記透光性部材に対面する部分とを除く前記波長変換部材の外側の少なくとも一部に配置された投光ユニット。
この投光ユニットによれば、波長変換部材からの光を金属反射膜により繰り返し反射させることができ、高い光利用効率で光出射が可能となる。

（３） （１）又は（２）の投光ユニットであって、
前記金属反射膜が、銀を含んで構成された投光ユニット。
この投光ユニットによれば、高い反射率により高強度の光を出射することができる。

（４） （１）〜（３）のいずれかの投光ユニットであって、
前記外筒部材が、筒状のスリーブと、前記導光部材を貫通させて前記スリーブの一端側を封止する封止部材とを備える投光ユニット。
この投光ユニットによれば、外筒部材が、筒状のスリーブと封止部材とに分かれて構成されることで、簡単な部品形状にでき、生産性が向上する。

（５） （１）〜（４）のいずれかの投光ユニットであって、
前記導光部材が光ファイバである投光ユニット。
この投光ユニットによれば、光ファイバにより高強度の光を導光することができ、しかも導光部材を細径にできる。

(６) （１）〜（５）のいずれかの投光ユニットであって、
前記導光部材を前記外筒部材の内部で支持する保持部材を備えた投光ユニット。
この投光ユニットによれば、導光部材が保持部材により安定して支持され、波長変換部材の中心に向けて光を容易に出射させることができる。

（７） （１）〜（６）のいずれかの投光ユニットであって、
前記導光部材の光軸と平行に前記波長変換部材と前記透光性部材とがこの順で配置された投光ユニット。
この投光ユニットによれば、導光部材からの光出射方向に沿って波長変換部材と透光性部材が配置されるので、効率良く出射光強度を高めることができる。

（８） （１）〜（７）のいずれかの投光ユニットであって、
前記波長変換部材と、前記導光部材の先端部とが離間して配置された投光ユニット。
この投光ユニットによれば、導光部材からの出射光が隙間領域で拡散されて広いビーム径になった後に波長変換部材へ照射されるようになる。従って、外光による波長変換部材の発光（一次励起）に寄与する体積を増加させ、発光効率をより高められる。

（９） （１）〜（８）のいずれかの投光ユニットであって、
複数本の前記導光部材が前記外筒部材に挿通され、
前記複数本中のいずれかの導光部材と、該導光部材の光出射側に配置される前記波長変換部材とが一体に構成された第１の発光体ユニットを、前記外筒部材の内側に複数本並設した投光ユニット。
この投光ユニットによれば、第１の発光体ユニットをそれぞれ個別に組み立て、その後に外筒部材と組み合わせて投光ユニットに仕上げることができる。これによれば、製造工程の分割が可能となり、また、いずれか一方、或いは双方を作り置きすることもでき、製造時のタクトアップが図られる。

（１０） （１）〜（８）のいずれかの投光ユニットであって、
複数本の前記導光部材が前記外筒部材に挿通され、
前記複数本中のいずれかの前記導光部材と、該導光部材の光出射端に配置される前記波長変換部材とが一体に構成された第１の発光体ユニットと、
前記導光部材とは異なる他の導光部材と、該導光部材の光出射端に配置される光拡散部材とが一体に構成された第２の発光体ユニットと、
を前記外筒部材の内側に並設した投光ユニット。
この投光ユニットによれば、波長変換部材を通じて照射する光と、光拡散部材を通じて照射する光とをそれぞれ個別に選択可能となり、波長変換部材の無用な励起によるエネルギロスがなくなり、より高強度の光が出射可能となる。

（１１） （９）又は（１０）の投光ユニットであって、
前記外筒部材内の発光体ユニットが、互いに出射光軸を傾斜して配置された投光ユニット。
この投光ユニットによれば、出射光軸が交差することで、より均等に広い範囲を照明することが可能となる。

（１２） （１）〜（８）のいずれかの投光ユニットであって、
複数本の前記導光部材が前記外筒部材に挿通され、
前記複数本中のいずれかの導光部材と、該導光部材の光出射側に配置される前記波長変換部材とが一体に構成された第１の発光体ユニットと、
前記導光部材とは異なる他の導光部材と、を前記外筒部材の内側に並設した投光ユニット。
この投光ユニットによれば、第１の発光体ユニットと、これとは別に導光される導光部材とを並設することで、波長変換部材を通して照射する光と、波長変換部材を通さずに照射する光とを区別して光照射させることができる。

（１３） （１）〜（１２）のいずれかの投光ユニットが搭載された医療機器。
この医療機器によれば、高湿環境、二硫化モリブデンと近接配置される環境、過酢酸等の殺菌消毒薬に浸される環境等、金属反射膜が酸化や硫化によって反射率が低下し易すくなる環境下であっても、金属反射膜が外筒部材内に封止されているため、金属反射膜の高い反射率を低下させずに維持できる。これにより、高輝度の照明光を常に安定して得ることができる。

（１４） （１３）の医療機器として構成され、
被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端で、被検体内を観察するための観察窓を挟んだ両脇側に、少なくとも一対の前記投光ユニットを配置した内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、投光ユニットが観察窓を挟んだ両側に配置されるため、観察画像に影が生じにくくなる。

１１ 内視鏡
１３ 制御装置
１９ 内視鏡挿入部
２１ 撮像素子
３５ 内視鏡先端部
３７Ａ，３７Ｂ 照射口
４１ 光源装置
４５ 青色レーザ光源
４７ 紫色レーザ光源
５５，５５Ａ，５５Ｂ 光ファイバ（導光部材）
５７ 蛍光体（波長変換部材）
７１，７１Ａ，７１Ｂ，７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ 投光ユニット
７３ 外筒部材
７５ サファイアガラス（透光性部材）
７７ 金属反射膜
７９ フェルール（保持部材）
７９ａ 連通孔
７９ｂ フェルール側面
８１ 隙間領域
８２，８３ 接着剤
８７ 先端硬性部
８７ａ，８７ｂ，８７ｃ 穿設孔
９７ 管状部材
９９，９９Ａ，９９Ｂ，９９Ｃ 発光体ユニット
１００ 内視鏡装置
１０１ 光偏向・拡散部材
１０３ 光偏向・拡散部材

Claims (14)

1. 医療機器先端部に配置されて光を照射する投光ユニットであって、
   光源からの光を先端部まで導いて出射する導光部材と、
   前記導光部材から出射される光を受けて波長変換する波長変換部材と、
   前記波長変換部材の外周を覆うと共に、一端側が前記導光部材を延出させた状態で封止され、他端側が開口部を有する外筒部材と、
   前記外筒部材の他端側を封止する透光性部材と、
   を備え、
   前記波長変換部材の外側に、該波長変換部材により波長変換された光を反射する金属反射膜が設けられ、該金属反射膜が前記外筒部材内に封止されている投光ユニット。
2. 請求項１記載の投光ユニットであって、
   前記金属反射膜が、前記波長変換部材の前記導光部材からの光導入部分と前記透光性部材に対面する部分とを除く前記波長変換部材の外側の少なくとも一部に配置された投光ユニット。
3. 請求項１又は請求項２記載の投光ユニットであって、
   前記金属反射膜が、銀を含んで構成された投光ユニット。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
   前記外筒部材が、筒状のスリーブと、前記導光部材を貫通させて前記スリーブの一端側を封止する封止部材とを備える投光ユニット。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
   前記導光部材が光ファイバである投光ユニット。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
   前記導光部材を前記外筒部材の内部で支持する保持部材を備えた投光ユニット。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
   前記導光部材の光軸と平行に前記波長変換部材と前記透光性部材とがこの順で配置された投光ユニット。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
   前記波長変換部材と、前記導光部材の先端部とが離間して配置された投光ユニット。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
   複数本の前記導光部材が前記外筒部材に挿通され、
   前記複数本中のいずれかの導光部材と、該導光部材の光出射側に配置される前記波長変換部材とが一体に構成された第１の発光体ユニットを、前記外筒部材の内側に複数本並設した投光ユニット。
10. 請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
    複数本の前記導光部材が前記外筒部材に挿通され、
    前記複数本中のいずれかの前記導光部材と、該導光部材の光出射端に配置される前記波長変換部材とが一体に構成された第１の発光体ユニットと、
    前記導光部材とは異なる他の導光部材と、該導光部材の光出射端に配置される光拡散部材とが一体に構成された第２の発光体ユニットと、
    を前記外筒部材の内側に並設した投光ユニット。
11. 請求項９又は請求項１０記載の投光ユニットであって、
    前記外筒部材内の発光体ユニットが、互いに出射光軸を傾斜して配置された投光ユニット。
12. 請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の投光ユニットであって、
    複数本の前記導光部材が前記外筒部材に挿通され、
    前記複数本中のいずれかの導光部材と、該導光部材の光出射側に配置される前記波長変換部材とが一体に構成された第１の発光体ユニットと、
    前記導光部材とは異なる他の導光部材と、を前記外筒部材の内側に並設した投光ユニット。
13. 請求項１〜請求項１２のいずれか１項記載の投光ユニットが搭載された医療機器。
14. 請求項１３記載の医療機器として構成され、
    被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端で、被検体内を観察するための観察窓を挟んだ両脇側に、少なくとも一対の前記投光ユニットを配置した内視鏡装置。

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